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Transcriptional controls link neuron growth rate, nutrition, and the developmental clock

公募研究

研究領域脳構築における発生時計と場の連携
研究課題/領域番号 19H04793
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

Moore Adrian  国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, チームリーダー (30442932)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2020年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワードNeuron growth / chromatin regulators / transcription programs / Dendrite / Transcription Factor / Microtubule / Chromatin / Neuron Differentiaiton / neuron / dendrite / differentiation / temporal program / myosin / microtubules / actin / diffrentiation / time
研究開始時の研究の概要

To determine how developmental clock processes, regulate dendrite arbor patterning, recently we used in vivo live imaging of Drosophila c sensory neurons to follow the complete temporal sequence of arbor patterning events. Key to this is the timing of a switch in growth rates: early establishment of the main arbor field requires rapid outgrowth; this then transitions into a slow growing maturation phase. We predict that the developmental clock which times this transition consists of both a cell intrinsic counting component and anexternal regulatory component.

研究実績の概要

The nervous system expands massively in size from its formation during embryogenesis until maturity; insufficient brain growth is a significant cause of intellectual disability. As neurons don’t divide, this expansion is supported primarily through enormous cellular growth that scales proportionally with the growth of the organism. Here, we utilized Drosophila larval body wall sensory neurons as a model system to investigate this scaling program. We carried out genome-wide mapping of transcription start sites at single base pair-resolution during scaling. Through motif- and Chip seq- activity mapping, we identified the prevalent chromatin architectural proteins that drive these promoter cohorts to power cellular scaling. In parallel, through systematic genetic screening of the loci controlled by these promoter cohorts, coupled with multi-dimensional morphometric analysis, we identified key cell biological effectors of this program. We found that these effectors of scaling also introduce variance to dendritic parameters of individual neurons, allowing for diversification of arbor morphology;a trait argued to potentially contribute to the emergence of higher order nervous system activity. Some neuron types are bigger than others; for example, the large class IV da neurons grow quicker and to a larger mature arbor size than other body wall sensory neurons.

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Atypical Myosin Tunes Dendrite Arbor Subdivision2020

    • 著者名/発表者名
      Yoong LF, Lim HK, Tran H, Lackner S, Zheng Z, Hong P, Moore AW
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: online 号: 3 ページ: 452-467.e8

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2020.02.002

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] The control and effector network of neuronal scaling and neuron-level dendritic arbor diversification2020

    • 著者名/発表者名
      Yun Jin Pai
    • 学会等名
      43rd annual meeting of the molecular biology society of Japan
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Specification of neuron Type: From Transcription to Wiring2020

    • 著者名/発表者名
      Adrian Moore
    • 学会等名
      5th Asia Pacific Drosophila Research Conference
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Neuro-differentiation: From Transcription to Wiring2020

    • 著者名/発表者名
      Adrian Moore
    • 学会等名
      Asia Pacific Drosophila Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The control and effector network of neuronal scaling and neuron-level dendritic arbor diversification2019

    • 著者名/発表者名
      Yun Jin Pai
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Neurobiology of Drosophila
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2021-12-27  

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