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2015 年度 実績報告書

記憶ダイナミズムをもらたす局所回路形成メカニズムの解析

公募研究

研究領域多様性から明らかにする記憶ダイナミズムの共通原理
研究課題/領域番号 26115516
研究機関大阪大学

研究代表者

八木 健  大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (10241241)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワードプロトカドヘリン / ニューロン個性 / セルアンサンブル / 記憶 / 局所回路 / スモールワールド / ニューラルネットワーク
研究実績の概要

我々はこれまでに、個々の神経細胞で異なる組み合わせで発現する接着分子群であるクラスター型プロトカドヘリン(cPcdh)を同定し、この分子群が記憶に関わることを明らかにしてきた。本研究では、個々の神経細胞でランダムに発現するcPcdh遺伝子群が形成する局所回路の性質を明らかにすることにより、cPcdh分子群の局所回路形成メカニズムと記憶ダイナミズムとの関連性を明らかにする。本年度は、個々のニューロンでランダムな組み合わせ発現する細胞接着分子群であるcPcdhを用いたネットワークモデル(Gene Matched Network)の解析を行った。その結果、特異的回路形成遺伝子がニューロンでランダムな組み合わせ発現することにより形成されるネットワークは、高いクラスター性と全てのニューロン間距離が短いスモールワールド性をもった複雑ネットワークとなることを明らかにした。また、この様式で構成された層状ネットワークの解析により、各層間での高い情報保持の性質が明らかになるとともに、ニューロン集団活動(記憶ダイナミクスにおけるセルアンサンブル)を活動ニューロンが発現している遺伝子の頻度分布として情報表現できることを明らかにした。また、大脳皮質におけるニューロン間の局所回路が細胞系譜やcPcdh発現により制御されている実験結果を得ることに成功した。これらの結果より、cPcd遺伝子群が記憶ダイナミックスの基盤となるセルアンサンブルをもたらす局所回路形成に関わる可能性が強く示唆されてきている。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 2件、 招待講演 6件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Transgenic rat model of childhood-onset dermatitis by overexpressing telomerase reverse transcriptase (TERT)2016

    • 著者名/発表者名
      Kaneko R, Sato A, Hamada S, Yagi T, Ohsawa I, Ohtsuki M, Kobayashi E, Hirabayashi M, and Murakami T
    • 雑誌名

      Transgenic Research

      巻: 17 Feb ページ: 1-12

    • DOI

      10.1007/s11248-016-9939-3

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The transfer and transformation of collective network information in gene-matched networks2015

    • 著者名/発表者名
      Kitsukawa T and Yagi T
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 ページ: 4984

    • DOI

      10.1038/srep14984

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Role of clustered protocadherins in promoting neuronal diversity and function2015

    • 著者名/発表者名
      Yagi T
    • 雑誌名

      Neural Surface Antigens, Elsevier

      巻: - ページ: 141-152

    • DOI

      10.1016/B978-0-12-800781-5.00012-8

    • 査読あり
  • [学会発表] Genetic codes for complex neural networks in the brain2015

    • 著者名/発表者名
      八木 健
    • 学会等名
      Circuit Construction in the Mammalian Brain
    • 発表場所
      国立遺伝学研究所(静岡県三島市)
    • 年月日
      2015-12-06 – 2015-12-07
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ニューロンIDの可視化 クラスター型プロトカドヘリンの発現解析2015

    • 著者名/発表者名
      金子涼輔、阿部学、高鶴裕介、De Zeeuw Chris 、渡辺雅彦、崎村建司、柳川 右千夫、八木健
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [学会発表] 大脳皮質神経幹細胞におけるDNA結合因子CTCFの役割2015

    • 著者名/発表者名
      平山晃斉、Niels Galjart、八木健
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [学会発表] CTCF欠失は大脳皮質抑制性神経細胞の分布と神経活動に影響を及ぼす2015

    • 著者名/発表者名
      有賀理恵、谷垣宏美、平山晃斉、吉武講平、足澤悦子、Niels Caljart、吉村由美子、渋木克栄、八木健
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [学会発表] プルキンエ細胞におけるCTCF欠損は樹状突起にGiant Lamellar Bodyの形成を即す2015

    • 著者名/発表者名
      角岡佑紀 平山晃斉 中山寿子 足澤悦子 崎村建司 Niels Galjart 、吉村由美子 橋本浩一 八木健
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [学会発表] クラスター型プロトカドヘリン欠損マウスにおける神経細胞死の解析2015

    • 著者名/発表者名
      竹本 健二、長谷川 園子、井之上 幸範、平林 敬浩、八木 健
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [学会発表] Genetic cords for complex neural networks in the brain2015

    • 著者名/発表者名
      八木 健
    • 学会等名
      RIKEN Kobeの動物実験従事者定期研修会
    • 発表場所
      理化学研究所 多細胞システム形成研究センター(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-11-19
    • 招待講演
  • [学会発表] 複雑なニューラルネットワークを形成する分子メカニズム2015

    • 著者名/発表者名
      八木 健
    • 学会等名
      比較記憶研究会「異なる動物種間での記憶回路制御機構の総合的理解による記憶回路原理の解明」
    • 発表場所
      生理学研究所(愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2015-10-08 – 2015-10-09
    • 招待講演
  • [学会発表] Complex neural networks from neuronal individuality2015

    • 著者名/発表者名
      八木 健
    • 学会等名
      医学・生命科学セミナー
    • 発表場所
      熊本大学(熊本県熊本市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 招待講演
  • [学会発表] Visualizing single-neuron identity defined by Pcdh-beta cluster in mouse brain2015

    • 著者名/発表者名
      金子涼輔、阿部 学、渡辺雅彦、崎村建司、柳川右千夫、八木 健
    • 学会等名
      第58回日本神経化学会大会
    • 発表場所
      大宮ソニックシティ(埼玉県さいたま市)
    • 年月日
      2015-09-13
  • [学会発表] 細胞系譜依存的な双方向性シナプス結合形成は、胎生期におけるエピジェネティックな遺伝子発現制御の影響を受ける2015

    • 著者名/発表者名
      足澤悦子、三宝誠、平林敬浩、長谷川園子、金子涼輔、豊田峻輔、小林俊寛、平林真澄、八木健、吉村由美子
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-07-28 – 2015-07-31
  • [学会発表] マウス後部頭頂連合野の予測誤差応答は経験によって形成される2015

    • 著者名/発表者名
      吉武講平、塚野浩明、菱田竜一、八木 健、澁木克栄
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-07-28 – 2015-07-31
  • [学会発表] クラスター型プロトカドヘリンは脳幹における神経細胞の生存に必要である2015

    • 著者名/発表者名
      長谷川園子、岡山厚、平林敬浩、神田尋、足澤悦子、三宝誠、八木健
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-07-28 – 2015-07-31
  • [学会発表] 空間/形状情報の視覚的短期記憶課題におけるプロトカドヘリン多様性減少マウスの障害2015

    • 著者名/発表者名
      鎌谷大樹、渡邊健児、山岸達矢、菱田竜一、八木健、澁木克栄
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-07-28 – 2015-07-31
  • [学会発表] 複雑な連続ステップの学習初期に線条体の可塑性が必要である2015

    • 著者名/発表者名
      中村徹、永田雅俊、八木健、山森哲雄、木津川尚史
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-07-28 – 2015-07-31
  • [学会発表] 局所回路モデルGene-Matched Networkを利用したネットワーク情報の解析2015

    • 著者名/発表者名
      木津川尚史、八木健
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-07-28 – 2015-07-31
  • [学会発表] Genetic bases for generating the complex neural networks in the brain2015

    • 著者名/発表者名
      八木健
    • 学会等名
      共同研究拠点国際シンポジウム 「意識を必要とする脳機能の神経メカニズム」
    • 発表場所
      新潟大学脳研究所(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2015-07-25 – 2015-07-26
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ニューロンの個性がつくる複雑なニューラルネットワーク2015

    • 著者名/発表者名
      八木健
    • 学会等名
      第5回CiNetシンポジウム/COIシンポジウム 「人間力・社会力の脳科学 脳の長所を伸ばし、脳の弱点を補強する最新技術」
    • 発表場所
      東京国際フォーラム(東京都千代田区)
    • 年月日
      2015-06-17
    • 招待講演
  • [備考] 心生物学研究室

    • URL

      http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/yagi/index.htm

  • [備考] 集団性とランダム性を兼ね備えた神経細胞のネットワークが心を生み出す

    • URL

      https://www.terumozaidan.or.jp/labo/class/s2_04/interview01.html

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公開日: 2017-01-06  

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