領野・層発現分子の機能的意義の解明

2012 年度 実績報告書

• 研究領域: 神経細胞の多様性と大脳新皮質の構築
• 研究課題/領域番号: 22123009
• 研究機関: 基礎生物学研究所
• 研究代表者: 山森 哲雄 基礎生物学研究所, 脳生物学研究部門, 教授 (80260206)
• 研究分担者: 窪田 芳之 生理学研究所, 大脳皮質機能研究系, 准教授 (90192567) ; 佐々木 哲也 独立行政法人国立精神・神経医療研究センター, 微細構造研究部, 流動研究員 (10634066)
• 研究期間 (年度): 2010-06-23 – 2015-03-31
• キーワード: 大脳皮質領野 / 遺伝子発現 / 視覚野 / 連合野

研究概要

本研究計画の研究目的は、大脳新皮質の構成原理を解明するため、研究代表者の研究室で明らかにしてきた大脳新皮質の視覚野と連合野に特異的に発現する遺伝子および層特異的に発現する遺伝子の機能と投射特異性との関連を明らかにすることである。その為、霊長類とマウスにおける遺伝子操作法を用いて、以下の研究を行った。
（１）霊長類の視覚野特異的発現遺伝子の発現制御機構と生理的機能を明らかにするため、視覚野特異的発現遺伝子の一つをfloxを作成した。
（２）霊長類連合野特異的発現遺伝子（RBP、PNMA5, SLIT1)が神経細胞の樹上突起の形態を制御するという仮説を検証する為に、これらの遺伝子発現をRNA干渉法等で制御することによって調べる。その為、マーモセットを用いて、遺伝子導入した神経細胞での形態変化をルシファーイエロー注入後観察する系を用いて調べる系を確立した。
（３）霊長類連合野特異的に発現する機能未知の遺伝子PNMA5の機能を明らかにする為に、PNMAファミリーの中、マウスで発現するfloxラインを作成した。また、PNMA蛋白質と結合する蛋白質を同定した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究実績の概要で記したように、年度当初掲げた目標は基本的に全て達成した。しかし、floxマウスラインを作成したにしても、それをcreマウスと掛け合わせて、機能的な解析をするのは、時間がかかり、まだ、部位特異的ノックアウトマウスを作成していない。したがって、機能解析にも至っていない。

今後の研究の推進方策

上述したように、次年度以降は、creマウスとfloxマウスを掛け合わせて、特異的ノックアウトマウスを作成して、その機能解析を行う。

研究成果

• [雑誌論文] Diversity of Retinal Ganglion Cells Identified by Transient GFP Transfection in Organotypic Tissue Culture of Adult Marmoset Monkey Retina. (2013)
  • 著者名/発表者名: Satoru Moritoh, Yusuke Komatsu, Tetsuo Yamamori, Amane Koizumi
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 ページ: -
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0054667
  • 査読あり
• [雑誌論文] Behavioral Abnormalities Observed in Zfhx2-Deficient Mice. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuriko Komine, Keizo Takao, Tsuyoshi Miyakawa, Tetsuo Yamamori
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7 ページ: -
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0053114
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of Cortical Projection Neurons with Retrograde TET-Off Lentiviral Vector. (2012)
  • 著者名/発表者名: Akiya Watakabe, Shigeki Kato, Kazuto Kobayashi, Masafumi Takaji, Yuki Nakagami, Osamu Sadakane, Masanari Ohtsuka, Hiroyuki Hioki, Takeshi Kaneko, Hiroyuki Okuno, Takashi Kawashima, Haruhiko Bito, Yoshihiro Kitamura, Tetsuo Yamamori
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7 ページ: -
  • DOI: doi:10.1371/journal.pone.0046157
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic dissection of the circuit for hand dexterity in primates. (2012)
  • 著者名/発表者名: Masaharu Kinoshita, Ryosuke Matsui, Shigeki Kato, Taku Hasegawa, Hironori Kasahara, Kaoru Isa, Akiya Watakabe, Tetsuo Yamamori, Yukio Nishimura, Bror Alstermark, Dai Watanabe, Kazuto Kobayashi & Tadashi Isa,
  • 雑誌名: Nature 巻: 487 ページ: 235-238
  • DOI: 10.1038/nature11206
  • 査読あり
• [雑誌論文] Area-Specific Substratification of Deep Layer Neurons in the Rat Cortex. (2012)
  • 著者名/発表者名: Akiya Watakabe, Junya Hirokawa, Noritaka Ichinohe, Sonoko Ohsawa, Takeshi Kaneko, Kathleen S. Rockland, and Tetsuo Yamamori
  • 雑誌名: The Journal of Comparative Neurology 巻: 520 ページ: 3553-3573
  • DOI: 10.1002/cne.23160
  • 査読あり
• [雑誌論文] 霊長類の大脳皮質視覚野と連合野で顕著に発現する遺伝子の機能的意義 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山森 哲雄
  • 雑誌名: 生体の科学 巻: 63 ページ: 592-598
• [学会発表] The ocular dominance column and gene expression upon light stimulation in the marmoset primary visual cortex. (2013)
  • 著者名/発表者名: 山森 哲雄
  • 学会等名: 第2回 日本マーモセット研究会 大会
  • 発表場所: 慶応義塾大学（東京都）
  • 年月日: 20130227-20130228
• [学会発表] The ocular dominance column and gene expression upon light stimulation in the marmoset primary visual cortex. (2013)
  • 著者名/発表者名: 山森 哲雄
  • 学会等名: 国際シンポジウム「感覚受容と神経回路」
  • 発表場所: 東京大学（東京都）
  • 年月日: 20130212-20130212
• [学会発表] Dynamic changes of gene expression in the primary visual cortex revealed by monocular activation in adult marmosets. (2013)
  • 著者名/発表者名: 仲神 友貴，渡我部 昭哉，山森 哲雄
  • 学会等名: 国際シンポジウム「感覚受容と神経回路」
  • 発表場所: 東京大学（東京都）
  • 年月日: 20130211-20130211
• [学会発表] Light induction causes dynamic alteration in the expression of activity-dependent genes in the marmoset primary visual cortex. (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. NAKAGAMI, A. WATAKABE, T. YAMAMORI
  • 学会等名: Neuroscience 2012
  • 発表場所: Ernest N. Morial Convention Center (USA)
  • 年月日: 20121016-20121016
• [学会発表] Visualization of the cortical projection neuron subtypes by TET-double infection method (TEDI). (2012)
  • 著者名/発表者名: A. WATAKABE, S. KATO, K. KOBAYASHI, H. MIZUKAMI, K. OZAWA, T. YAMAMORI
  • 学会等名: Neuroscience 2012
  • 発表場所: Ernest N. Morial Convention Center (USA)
  • 年月日: 20121013-20121013
• [学会発表] マーモセット一次視覚野において光刺激で惹起される遺伝子群の経時的発現解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 仲神 友貴，渡我部 昭哉，山森 哲雄
  • 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（愛知県）
  • 年月日: 20120918-20120918
• [備考] 山森研究室 - 基礎生物学研究所
  • URL: http://www.nibb.ac.jp/divspe1/