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2017 年度 実績報告書

大脳皮質の進化過程で獲得した神経幹細胞内mRNA輸送機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K20902
研究機関東北大学

研究代表者

吉川 貴子  東北大学, 医学系研究科, 助教 (90727851)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード大脳皮質 / 放射状グリア細胞 / Cyclin D2 / mRNA輸送 / 進化
研究実績の概要

大脳皮質神経幹細胞として働く放射状グリア(radial glia; RG)細胞の形態および分化機構の複雑化が、哺乳類の大脳皮質進化につながったと考えられる。哺乳類RG細胞の長い突起構造内を長距離輸送される分子として細胞周期因子Cyclin D2を同定し、哺乳類においてのみ保存されるCyclin D2 mRNA輸送に必要な配列に着目した。このmRNA輸送配列をゲノム編集技術CRISPR/Cas9法により欠損させ、Cyclin D2 mRNA輸送配列を欠失したマウスを数ライン作製した。F1世代以降のCyclin D2 mRNA輸送配列欠失マウスにおけるCyclin D2 mRNAの局在を解析したところ、RG細胞の基底膜突起先端部においてCyclin D2 mRNAの発現が減少していた。欠失領域の異なる各ラインでCyclin D2 mRNA発現減少の度合いが異なることから、Cyclin D2 mRNA輸送に必要な配列をさらに絞ることができた。また、RG細胞の細胞体が存在する脳室帯(ventricular zone)に着目すると、Cyclin D2 mRNA輸送配列欠失マウスの各ラインでCyclin D2 mRNAの発現が増加することから、mRNA輸送が阻害されたことが示唆される。現在、F1世代以降の大脳皮質構築について詳細な解析を行っている。
また、この輸送配列は哺乳類においてのみ保存されていることから、RG細胞内のユニークな分子機構の獲得が種間の大脳皮質構築の差異を生み出す可能性が示唆される。生物種による大脳皮質構築の違いがCyclin D2 mRNA輸送システムの進化に伴って作出されているかを検証するために、マウス以外の動物種でのCyclinD2の発現比較のためのCyclin D2のクローニングも進捗しており、in situ hybridizationによる解析を行っている。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] The role of Pax6 in brain development and its impact on pathogenesis of autism spectrum disorder2018

    • 著者名/発表者名
      Kikkawa Takako、Casingal Cristine R.、Chun Seung Hee、Shinohara Hiroshi、Hiraoka Kotaro、Osumi Noriko
    • 雑誌名

      Brain Research

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2018.02.041

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Organizing activity of Fgf8 on the anterior telencephalon2017

    • 著者名/発表者名
      Sato Tatsuya、Kikkawa Takako、Saito Tetsuichiro、Itoi Keiichi、Osumi Noriko
    • 雑誌名

      Development Growth and Differentiation

      巻: 59 ページ: 701~712

    • DOI

      10.1111/dgd.12411

    • 査読あり
  • [学会発表] Analyses of Cyclin D2 mRNA transportation mechanism in ragial glial cells during corticogenesis using CRISPR/Cas9 genome editing system.2017

    • 著者名/発表者名
      Kikkawa, T., Inoue U, Y., Inoue, T., Osumi, N.
    • 学会等名
      第40回 日本分子生物学会
  • [学会発表] Analyses of Cyclin D2 mRNA transportation mechanism in neural stem/progenitor cells during cortical development.2017

    • 著者名/発表者名
      Kikkawa, T., Inoue U, Y., Inoue, T., Osumi, N.
    • 学会等名
      第13回 成体脳のニューロン新生懇談会
  • [学会発表] Analyses of Cyclin D2 mRNA transportation in the cortical development using CRISPR/Cas9 genome editing system.2017

    • 著者名/発表者名
      Kikkawa, T., Inoue U, Y., Inoue, T., Osumi, N.
    • 学会等名
      第60回 日本神経化学会

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公開日: 2018-12-17  

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