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ランダムな神経細胞の個性化メカニズムとメゾスコピック神経回路

公募研究

研究領域メゾスコピック神経回路から探る脳の情報処理基盤
研究課題/領域番号 23115513
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
研究機関大阪大学

研究代表者

八木 健  大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (10241241)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
2012年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2011年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
キーワードプロトカドヘリン / 神経細胞 / CTCF / 多様性 / 神経回路 / 遺伝子制御 / 複雑システム / カドヘリン / 細胞間相互作用
研究実績の概要

クラスター型プロトカドヘリン(cPcdh)分子群による神経細胞の個性化メカニズムと標的認識による神経回路形成メカニズムを明らかにすることを目標に、本年度は、神経細胞において個性的に発現しているcPcdh分子群の遺伝子制御機構の解析を行った。これまでにcPcdh-α、cPcdh-γ について個々の神経細胞でのランダムな個性的発現が認められている。しかし、cPcdh-βについては不明であったので、cPcdh-βメンバーについての発現解析を行った。その結果、β1以外の全てのメンバーがランダムな発現をしていることを明らかにした。また、このランダムな制御がCTCFにより制御されていることを、興奮性神経細胞のみでCTCFを欠損させたマウスを作製することにより明らかにした。CTCFはランダムに発現するcPcdh-α、-β、-γメンバーの全てのプロモーター領域に結合し、また、以前に我々が明らかにしたエンハンサー領域にも結合している。また、このCTCF欠損マウスでは感覚入力依存的に形成される皮質体性感覚野バレル構造が形成されていなかった。このマウスでの層構造や脳領域での異常が認められないことから、CTCFは感覚入力依存的な神経回路形成機構に関わることが示唆された。以前、我々はcPcdh-βメンバーのランダムな発現制御に関わるエンハンサー領域を欠損させたマウスにおいて皮質体性感覚野バレル構造の異常を観察していることから、cPcdhのランダムな発現制御と神経活動依存的な神経回路形成との関連性において興味深い結果であると考えている。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (29件) (うち招待講演 5件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Clustered Protocadherins and Neuronal Diversity2013

    • 著者名/発表者名
      Hirayama T. and Yagi T.
    • 雑誌名

      Progress in Molecular Biology and Translational Science

      巻: Vol. 116 ページ: 145-167

    • DOI

      10.1016/b978-0-12-394311-8.00007-8

    • ISBN
      9780123943118
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular codes for neuronal individuality and cell assembly in the brajn2012

    • 著者名/発表者名
      Yagi T
    • 雑誌名

      Front Mol Neurosci

      巻: 5 ページ: 45-45

    • DOI

      10.3389/fnmol.2012.00045

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Restoration of contralateral representation in the mouse somatosensory cortex after crossing nerve transfer2012

    • 著者名/発表者名
      Yamashita H
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 7 号: 4 ページ: e35676-e35676

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0035676

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Constitutively expressed Protocadherin-a regulates the coalescence and elimination of homotypic olfactory axons through its cytoplasmic region.2012

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa S, Yagi T.
    • 雑誌名

      Front. Mol. Neurosci

      巻: 5 ページ: 97-97

    • DOI

      10.3389/fnmol.2012.00097

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CTCF is required for neural development and stochastic expression of clustered Pcdhgenes in neurons.2012

    • 著者名/発表者名
      Hirayama T, Yagi T.
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 2 号: 2 ページ: 345-357

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2012.06.014

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single-neuron diversity generated by Protocadherin-β cluster in mouse central and peripheral nervous systems2012

    • 著者名/発表者名
      Hirano K
    • 雑誌名

      Front. Mol. Neurosci.

      巻: 5 ページ: 90-90

    • DOI

      10.3389/fnmol.2012.00090

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The transformation suppressor gene Reck is required for postaxial patterning in mouse forelimbs2012

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto M, Matsuzaki T, Takahashi R, 他12名
    • 雑誌名

      Biology Open

      巻: (in press)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Restoration of contralateral representation in the mouse somatosensory cortex after crossing nerve transfer2012

    • 著者名/発表者名
      Yamashita, H., Shanlin, C., Komagata, S., 他7名
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: (in press)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular codes for neuronal individuality and cell assembly in the brain2012

    • 著者名/発表者名
      Yagi, T.
    • 雑誌名

      Front Mol Neurosci

      巻: (in press)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel instrumented multipeg running wheel system, Step-Wheel, for monitoring and controlling complex sequential stepping in mice2011

    • 著者名/発表者名
      Kitsukawa T
    • 雑誌名

      J Neurophys iol

      巻: 106 号: 1 ページ: 479-487

    • DOI

      10.1152/jn.00139.2011

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of the cluster control region for the Protocadherin-b genes located beyond the Protocadherin-g cluster2011

    • 著者名/発表者名
      Yokota S, Hirayama T, Hirano K, 他6名
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem.

      巻: 286 号: 36 ページ: 31885-31895

    • DOI

      10.1074/jbc.m111.245605

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Neuronal individuality by clustered protocadherins in the brain2013

    • 著者名/発表者名
      八木 健
    • 学会等名
      International Symposium on "Sensory Systems Neural Circuits" Celebrating the 22nd Anniversary of Odorant-Receptor Gene Discovery
    • 発表場所
      東京大学:伊藤国際学術研究センター
    • 年月日
      2013-02-11
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Differential DNA methylation regulates stochastic expression of clustered Protocadherin genes in single neurons2013

    • 著者名/発表者名
      豊田峻輔
    • 学会等名
      International Symposium on "Sensory Systems Neural Circuits" Celebrating the 22nd Anniversary of Odorant-Receptor Gene Discovery
    • 発表場所
      東京大学:伊藤国際学術研究センター
    • 年月日
      2013-02-11
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Experimental mouse evolution model can produce variable novel phenotypes: the birth of singing mice2013

    • 著者名/発表者名
      内村有邦
    • 学会等名
      新学術領域研究「ゲノム支援」国際シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学:伊藤国際学術研究センター
    • 年月日
      2013-01-09
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Molecular codes for neuronal individuality and cell assembly in the brain2012

    • 著者名/発表者名
      八木 健
    • 学会等名
      遺伝研研究会「Circuit construction in the mammalian cerebral cortex: Genetic and imaging approaches」
    • 発表場所
      国立遺伝学研究所
    • 年月日
      2012-12-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] CTCF is required for neural development and stochastic expression of clustered Pcdh genes in neurons2012

    • 著者名/発表者名
      平山晃斉
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2012-12-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Molecular mechanism for neuronal individuality2012

    • 著者名/発表者名
      八木 健
    • 学会等名
      リエゾンラボ研究会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2012-11-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Combinatorial matching network, a hypothetical brain micro-circuit constructed by combinatorial recognition of neurons with diversified molecules2012

    • 著者名/発表者名
      木津川尚史
    • 学会等名
      Society for Neuroscience, Annual Meeting 2012
    • 発表場所
      New Orleans (USA)
    • 年月日
      2012-10-14
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Stochastic expression of cell adhesion molecules in individual neurons2012

    • 著者名/発表者名
      八木 健
    • 学会等名
      第50回日本生物物理学会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2012-09-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多様な接着分子の相互認識により形成される局所的神経回路モデル2012

    • 著者名/発表者名
      木津川尚史
    • 学会等名
      第35回日本神経科学大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2012-09-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of function of Protocadherin-β2012

    • 著者名/発表者名
      章 瑠依
    • 学会等名
      第35回日本神経科学大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2012-09-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] クラスター構造依存的なプロモーターDNAメチル化はプロトカドヘリン遺伝子クラスター内のアイソフォーム発現の分配を制御する2012

    • 著者名/発表者名
      豊田峻輔
    • 学会等名
      第35回日本神経科学大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2012-09-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] プロトカドヘリン α 欠損マウスにおける外側膝状体背側核の網膜由来神経終末の形態異常2012

    • 著者名/発表者名
      目黒玲子
    • 学会等名
      日本神経科学大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] マウス後部頭頂連合野における視覚・ヒゲ組み合わせ刺激応答のイメージング2012

    • 著者名/発表者名
      吉武講平
    • 学会等名
      日本神経科学大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 神経細胞の個性を生みだす分子メカニズム2012

    • 著者名/発表者名
      八木 健
    • 学会等名
      新学術領域研究「大脳新皮質構築」「メゾ神経回路」合同ワークショップ
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2012-07-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 神経細胞の個性をもたらす分子メカニズムと複雑ネットワーク2012

    • 著者名/発表者名
      八木 健
    • 学会等名
      生理学研究所研究会「シナプス可塑性の動作原理~分子から行動まで~」
    • 発表場所
      生理学研究所
    • 年月日
      2012-06-14
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Neuronal diversity by clustered protocadherin genes2012

    • 著者名/発表者名
      八木健
    • 学会等名
      Indo-Japan meeting National Center for Biological Sciences
    • 発表場所
      Bangalore (India)(招待講演)
    • 年月日
      2012-01-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Promoter DNA methylation is dependent on gene cluster structure and regulates allocation of isoforms expression in each Protocadherin cluster2011

    • 著者名/発表者名
      豊田峻輔, 他6名
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜)
    • 年月日
      2011-12-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Gene regulation of the cluster Protocadherin and its disruption2011

    • 著者名/発表者名
      平山晃斉, 他11名
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜)
    • 年月日
      2011-12-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Gene regulatory changes in Protocadherin-a cluster by gene duplication2011

    • 著者名/発表者名
      金子涼輔, 他6名
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜)
    • 年月日
      2011-12-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Loss of function analysis in mice for all protocadherin clusters2011

    • 著者名/発表者名
      八木健, 他5名
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜)
    • 年月日
      2011-12-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Loss of function analysis in mice for all protocadherin clusters2011

    • 著者名/発表者名
      井之上幸範, 他5名
    • 学会等名
      Society for Neuroscience, Annual Meeting 2011
    • 発表場所
      ワシントンDC(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2011-11-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Promoter DNA methylation before the onset of neurogenesis is dependent on cluster structure, and regulates allocation of isoforms gene expression in each Protocadherin cluster2011

    • 著者名/発表者名
      豊田峻輔, 他6名
    • 学会等名
      Society for Neuroscience, Annual Meeting 2011
    • 発表場所
      ワシントンDC(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2011-11-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Promoter DNA methylation before the onset of neurogenesis is dependent on cluster structure, and regulates allocation of isoforms gene expression in each Protocadherin cluster2011

    • 著者名/発表者名
      豊田峻輔, 他6名
    • 学会等名
      SiNAPSA Neuroscience Conference '11
    • 発表場所
      リュブリャナ(スロベニア)
    • 年月日
      2011-09-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 全てのクラスター型プロトカドヘリンを欠損させたマウスの作製と解析2011

    • 著者名/発表者名
      八木健, 他5名
    • 学会等名
      第34回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜)
    • 年月日
      2011-09-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 多様な接着分子の組合せ発現により形成される局所的神経回路の構造と機能2011

    • 著者名/発表者名
      木津川尚史、八木健
    • 学会等名
      第34回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜)
    • 年月日
      2011-09-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 視床下部室傍核に存在するヒスタミンH1受容体発現ニューロンの選択的破壊を利用した摂食調節機構の研究2011

    • 著者名/発表者名
      堀尾修平, 他10名
    • 学会等名
      第34回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜)
    • 年月日
      2011-09-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] プロトカドヘリンーaクラスターにおける重複遺伝子の差次的発現2011

    • 著者名/発表者名
      金子涼輔, 他6名
    • 学会等名
      第34回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜)
    • 年月日
      2011-09-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] The protocadherin-alpha family is required for normal serotonergic projections2011

    • 著者名/発表者名
      香取将太, 他3名
    • 学会等名
      第34回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜)
    • 年月日
      2011-09-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] CTCFは神経細胞の個性化に関与し、シナプスの発達、体性感覚地図の形成に必須である2011

    • 著者名/発表者名
      平山晃斉, 他2名
    • 学会等名
      第5回日本エピジェネティック研究会年会
    • 発表場所
      KKRホテル熊本(熊本)
    • 年月日
      2011-05-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考] 大阪大学 生命機能研究科 心生物学研究室

    • URL

      http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/yagi/index.htm

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [産業財産権] 特徴抽出装置、特徴抽出方法、及び、そのプログラム2011

    • 発明者名
      八木健、木津川尚史
    • 権利者名
      大阪大学
    • 出願年月日
      2011-07-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 外国

URL: 

公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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