2014 Fiscal Year Annual Research Report
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12J40156
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
酒井 晶子 新潟大学, 医歯学系, 特別研究員(RPD)
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| Project Period (FY) |
2013-04-26 – 2016-03-31
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| Keywords | 臨界期 / 神経可塑性 / ChIP-seq / トランスクリプトーム / クロマチン / 転写制御 / 抑制性ニューロン / Otx2 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
幼年期のほ乳類の脳には、環境から受けた刺激や経験に応じて神経回路が活発に再構築される（可塑性が高まる）時期がある。これは「臨界期」と呼ばれ、生涯の中で生後の一時期にしか現れない。自閉症のモデルマウスでは臨界期の異常が示唆されているように、臨界期に神経回路網が可塑性を持つことは脳の機能発達に重要である。本研究では、マウス大脳皮質視覚野の発達をモデルに臨界期の制御機構を理解することを目的として、初めて臨界期に必須な転写因子として発見されたホメオタンパク質Otx2の下流のターゲットを探索した。
まずOtx2が結合するゲノム領域をChIP-seq法を用いて網羅的に同定し、Otx2結合部位を持つ遺伝子を明らかにした。これらの中には転写制御、神経細胞の発達・機能（イオンチャネル、シナプス伝達因子）・構造（アクチン制御因子、細胞接着因子）に関わる因子が多く見られた。またトランスクリプトーム解析（RNA-seq）の結果、Otx2依存的に発現量が変化する遺伝子として、転写制御に関わる因子が複数同定された。これらの結果より、Otx2は転写カスケードの最上流で働き、神経細胞機能の変化を介して神経回路の可塑性を上げると考えられる。面白いことに、Otx2が直接制御する遺伝子として、神経活動依存的に発現する一群のIEG（Immediate early-genes；最初期遺伝子）が含まれていた。この結果は、Otx2が視覚野に限らず神経回路の可塑性の様々な局面で機能することを示唆している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
Otx2は抑制性ニューロンにのみ局在するため、Otx2依存的な転写解析を行うには抑制性ニューロンを単離する必要があり、そのためにフローサイトメトリーの実験系を立ち上げる期間が余分に必要となった。実験系が軌道に乗ってから更に、RNA精製の効率を上げる予備実験が必要となったが、結果を得るに至っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はIEGの発現が実際にOtx2に依存するかどうかを調べるために、野生型とOtx2 KOマウスを用いて暗所飼育後の光刺激により視覚野でIEGの発現上昇に差があるかどうかを、in situ hybridization法を用いて検討する。これまでに抑制性ニューロンにおけるIEGの機能は殆ど明らかになっていないため、本研究により抑制性ニューロンを介した可塑性の原理に関して新たな一面が解明されるものと期待される。
更に、臨界期前後のコヒーシンの結合配列を比較することにより、臨界期特異的なコヒーシン結合部位を明らかにし、発現制御を受ける遺伝子・ゲノム機能領域を同定する。
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Research Products
(3 results)
