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2018 年度 実施状況報告書

大脳皮質構築過程における神経幹細胞特異的なRNA輸送・局在化機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K14999
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) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワード大脳皮質 / 神経新生 / 神経幹細胞 / 細胞周期 / mRNAの輸送
研究実績の概要

哺乳類の放射状グリア(radial glia; RG)細胞と呼ばれる神経幹細胞は、脳表面まで非常に長い放射状の突起を伸ばしており、基底膜側突起を受け継いだ娘細胞は、未分化を維持した神経幹細胞となる。当研究室より、このRG細胞では細胞周期因子Cyclin D2のmRNAおよびタンパク質が、基底膜側突起の先端部に集積することを報告し、輸送に必要な3´UTR領域に存在する約50 bpの認識配列を同定した(Tusnekawa et al., 2012)。さらに予備的知見から、ゲノム編集技術CRISPR/Cas9法によりCyclin D2 mRNA輸送配列を欠失させたマウスのRG細胞では、Cyclin D2 mRNA輸送が阻害されることを見出していた。
本研究では、Cyclin D2 mRNA輸送阻害による大脳皮質構築へ与える影響を検討するために、Cyclin D2 mRNA輸送配列欠失マウスを解析したところ、本マウスの大脳皮質の厚さが減少していることを見出した。したがって、胎生期大脳皮質のRG細胞の基底膜突起内におけるCyclin D2 mRNA輸送が細胞分化の運命決定を行い、大脳皮質構築に影響を与えた可能性が考えられる。さらに、Cyclin D2 mRNAに結合する候補RNA結合タンパク質(RBP)をRBPデータベースで探索したところ、Cyclin D2 mRNA輸送配列に結合し得る数個の候補RBPを同定できた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

ゲノム編集技術CRISPR/Cas9法により作製したCyclin D2 mRNA輸送配列欠失マウスの大脳皮質構築の解析を進めることができた。また、Cyclin D2 mRNA輸送を担う候補RBPを探索することができ、RG細胞におけるCyclin D2 mRNAとRBPとの結合の有無およびRBPのノックダウン実験の準備が進捗しているため。

今後の研究の推進方策

Cyclin D2 mRNA輸送がRG細胞の細胞周期、未分化性の維持およびニューロンへの分化のどのステップに必要かについて、実験発生学的手法によって調べる予定である。また、RBPが標的mRNAを特定の場所まで運搬する際に重要なモータータンパク質のノックダウン実験を行い、これらがCyclin D2 mRNAの細胞内局在を担うかどうかを検討する。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] The role of Pax6 in brain development and its impact on pathogenesis of autism spectrum disorder.2019

    • 著者名/発表者名
      Kikkawa, T., Casingal, CR., Chun, SH., Shinohara, H., Hiraoka, K., Osumi, N.
    • 雑誌名

      Brain Research.

      巻: 1705 ページ: 95-103

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2018.02.041.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conserved and divergent functions of Pax6 underlie species-specific neurogenic patterns in the developing amniote brain.2018

    • 著者名/発表者名
      Yamashita, W., Takahashi, M., Kikkawa, T., Gotoh, H., Osumi, N., Ono, K, Nomura, T.
    • 雑誌名

      Development

      巻: 145 ページ: -

    • DOI

      10.1242/dev.159764

    • 査読あり
  • [学会発表] Analyses of Cyclin D2 mRNA transport mechanism in radial glial cells during corticogenesis.2019

    • 著者名/発表者名
      Kikkawa, T., Inoue U, Y., Inoue, T., Osumi, N.
    • 学会等名
      第12回 神経発生討論会
  • [学会発表] Analyses of Cyclin D2 mRNA transportation mechanism in radial glial cells during corticogenesis.2018

    • 著者名/発表者名
      Kikkawa, T., Inoue U, Y., Inoue, T., Osumi, N.
    • 学会等名
      Special Lecture on the 5th Anniversary of the Tohoku Forum for Creativity “Genome Editing”
    • 国際学会
  • [学会発表] Analyses of Cyclin D2 mRNA transportation mechanism in radial glial cells during corticogenesis.2018

    • 著者名/発表者名
      Kikkawa, T., Inoue U, Y., Inoue, T., Osumi, N.
    • 学会等名
      22th Biennial Meeting of the International Society for Developmental Neuroscience
    • 国際学会
  • [学会発表] Dmrt genes control the development of Cajal-Retzius cells derived from specific origins in the cerebral cortex.2018

    • 著者名/発表者名
      Kikkawa, T., Sakayori, N., Yuuki, H., Osumi, N.
    • 学会等名
      第41回 日本神経科学大会

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公開日: 2019-12-27  

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