高等哺乳動物における視覚系神経回路には、空間情報を伝達するM細胞系、色彩情報を伝達するP細胞系、光照射に反応するon細胞や光除去に反応するoff細胞など、多彩な反応特性を持つ神経細胞が存在しており、これらの細胞はカラム構造や層構造などの立体構造を形成している。この細胞多様性と立体構造は、効率のよい情報処理に重要であると考えられている。我々は、この神経細胞多様性と立体構造の形成過程の分子メカニズムに興味を持ち研究を進めている。これまでに視覚情報の中継核である外側膝状体(LGN)を用いて、M細胞への分化過程に注目して解析を進めてきた。その結果、LGNにおけるM細胞への分化には、外界からの視覚入力や網膜での自発神経活動は必要ではないことを見出した。この結果は、M細胞への運命決定は遺伝子プログラムにより制御されていることを示唆している。さらに、M細胞の分化とともにLGNに発現が見られる遺伝子群の単離も行ってきた。そこで、これらの遺伝子群の細胞生物学的な機能解析を進めた結果、主要な細胞内シグナル伝達分子であるカルモジュリンの細胞内分布を制御する可能性を見出してきた。実際に、カルモジュリンと共発現させると、カルモジュリンの細胞内局在が変化した。この結果は、神経細胞の多様性の形成機構の一つとして、カルモジュリンの細胞内局在を変化させることにより、そのシグナル出力を変化させているというメカニズムの可能性を示唆している。
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