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高次神経機能実現の場である神経細胞のネットワークは、神経細胞の分化、軸策の伸張、シナプスの形成などいくつかのステップを経て形成される。これらの過程は高度に制御された遺伝子発現の制御によって実現されていると考えられているが、その分子レベルでのメカニズムについてはほとんど明らかにされていない。本研究はこの高次神経機能獲得の過程の個体レベルでの機構を、1、神経系で特異的に発現しているホメオボックス遺伝子の同定、2、その標的遺伝子のクローニングという2つの方法で明らかにすることを目的としている。神経細胞の分化の過程は、ホメオボックス遺伝子HoxC8の脊髄における標的遺伝子としてクローン化した遺伝子mgl-1がショウジョウバエの神経細胞の分化にかかわる遺伝子1(2)glの哺乳類ホモログであり、ジーンターゲティングによってmgl-1も哺乳類神経細胞の分化にかかわっているということを示すことによってそのメカニズムを明らかにしてきた。また神経細胞間の特異的シナプスの形成機構については、神経系で特異的に発現しているホメオボックス遺伝子として、線虫の運動神経と介在神経との間の特異的シナプス形成にかかわるホメオボックス遺伝子unc-4のマウスホモログをはじめとして、PCR法によっていくつかのホメオボックス遺伝子をクローン化しており、その標的遺伝子をクローン化し、その機能を調べることによって明らかにしつつある。
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