| 研究課題/領域番号 |
15K16571
|
|---|
| 研究機関 | 北里大学 |
|---|
研究代表者 |
中森 智啓 北里大学, 医学部, 特別研究員PD (50725348)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| キーワード | 刷込み行動 / 臨界期終了の制御 / 神経可塑性 |
|---|
| 研究実績の概要 |
幼少期における学習の代表であり、成立可能な時期（臨界期）が限定されている鳥類の刷り込み行動を学習モデルとして用い、臨界期の終了を制御している遺伝子の特定・その制御メカニズムを解明し、さらには臨界期を調節可能な個体の作成を目指すことが、本研究の目的である。当該年度においては、DNAマイクロアレイの解析から、刷り込み行動の臨界期終了に伴い脳内で発現量が増加している遺伝子をピックアップし、また、刷り込み学習を行った個体と行っていない個体を比較して、刷り込み学習によって遺伝子の発現量が増加する遺伝子の探索を行った。２種類のマイクロアレイデータをもとに、発育に伴い発現量が増加し、かつ、刷込み学習によって発現量が変化する遺伝子、約100種を選別した。これらの遺伝子の中に、臨界期終了を直接的に制御している候補が含まれると考えられる。
選別した遺伝子のニワトリ雛の脳における発現局在を調べるために、in situ hybridization法を用いて網羅的に発現部位の解析を行った。その結果、約20種の遺伝子が終脳において発現が観察され、さらに約10種の遺伝子は、HDCo（the core region of the hyperpallium densocellulare）と呼ばれる、哺乳類皮質視覚野に相当し、刷り込み学習に重要であることが知られている領域に高い発現が見られた。これらの遺伝子についてHDCo領域から抽出したtotal RNAをもとに合成したcDNAを用いて、リアルタイムPCR法によって発現量の定量的解析を行った結果、数種の遺伝子は、発育に伴い発現量が大きく増加しており、これらの遺伝子が臨界期の終了に関与していることが示唆された。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
当該年度における、当初の実験計画は、DNAマイクロアレイの解析から臨界期終了に関与している遺伝子群の同定を行い、同定した遺伝子の発現細胞の分布や発現量の詳細な解析を行う予定であった。当該年度における研究において、DNAマイクロアレイのデータから選別された約100種類の遺伝子群の中から、in situ hybridization法やリアルタイムPCR法を用い、臨界期終了を制御している遺伝子の候補を数種類に絞ることに、すでに成功している。また、これらの遺伝子の発現している細胞の種類を解析し、今回選別された遺伝子が、刷込みの成立に重要な働きを持つ、視覚野の神経細胞に発現していることも分かった。これらの遺伝子は、刷込みを含む学習や臨界期の制御において、どのような働きを持つのかの知見はほとんどないため、臨界期におけるこれらの遺伝子の役割が解明されれば、重要な発見になる。これらのことから、本研究課題の進捗状況は、当初の予定以上に進展していると考えられる。
|
| 今後の研究の推進方策 |
今後は、当該年度に選別された数種の遺伝子の機能を解析するために、遺伝子の発現量を変化させた固体や、遺伝子のコードしているタンパク質を脳内に注入した個体を用いて、行動実験などを行う。また、タンパク質の機能を阻害した個体においても同様の検証を行う。その際、RNAiを用いたノックダウン個体及び、強制発現ベクターを用いた過剰発現個体を、in ovo electroporation法あるいはin vivo electroporation法により作製する。時期特異的な遺伝子発現の調節を行う場合は、テトラサイクリン誘導発現系（Tet-Onシステム）を用いる。リアルタイムPCR等で目的遺伝子の発現が制御されているかを確認する。この過程で、刷り込みの臨界期終了を制御している新規遺伝子を特定する。さらに、この新規遺伝子の発現量を変化させた固体をもちいて、細胞の形態、神経活動・可塑性の違いを解剖学的・電気生理学的に調べ、臨界期の終了の制御メカニズムの解明を目指す。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
平成27年度に行う予定であった遺伝子発現の定量的な解析において、予定していたより少ないサンプル数で、定量的なデータを得ることに成功したため、使用する予定であった試薬等が節約され未使用額が生じた。
|
| 次年度使用額の使用計画 |
これまで使用していた試薬や論文校閲費用の価格改正・値上がりが行われたため、平成28年度においては当初予定していた額よりも多くの費用が必要になると考えられ、平成27年度に生じた次年度使用額は、その差額に充てたいと考えている。
|
