遺伝子発現の光操作技術を用いた神経幹細胞の制御機構の解析

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18H02449
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分44020:発生生物学関連
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 今吉 格 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (60543296)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 神経幹細胞 / ニューロン新生 / 光遺伝学 / 転写因子

研究成果の概要

遺伝子発現の光操作システムについて、改良を実施した。具体的には、低分子化合物Doxと青色光によって遺伝子発現誘導活性を制御できる、PA-Tetシステムの開発に成功した。PA-Tetシステムを利用して、神経幹細胞における遺伝子発現を操作し、休眠状態からの活性化やニューロン分化における分子メカニズムの解析を実施し、その一旦を明らかにした。加えて、PA-Tetシステムを利用して、マウス成体脳における神経幹細胞の光操作が可能であることを実証した。これにより、Ascl1やHes1の発現動態のダイナミックな変化が、神経幹細胞の制御において重要な役割を担っていることを明らかにした。

自由記述の分野

神経発生学

研究成果の学術的意義や社会的意義

我々が独自に開発した遺伝子発現の光操作システムを用いることで、神経幹細胞において、遺伝子発現を光操作することが可能になった。それにより、Ascl1やHes1などの転写因子や、Notchシグナルエフェクターのダイナミックな発現変化が、神経幹細胞の分化制御に与える影響を明らかにすることができた。加えて、光操作の手法を適応することで、マウス脳内に存在する神経幹細胞の光コントロールが可能なことを実証した。これらの成果は、脳神経系の再生医療技術の発展に貢献するものであると考えられる。