The role of neuronal diversity in the neural circuit of somatosensory cortex

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26350980
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 平山 晃斉 大阪大学, 生命機能研究科, 特任講師(常勤) (40437398)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 神経細胞 / 大脳皮質 / 遺伝子改変マウス

Outline of Annual Research Achievements

58種類の遺伝子からなるマウスのクラスター型プロトカドヘリン(c-Pcdh)遺伝子群は、Pcdh-alpha、-beta、-gammaの３つのクラスターからなる。一つの神経細胞には、異なる種類のc-Pcdh遺伝子が複数発現しており、その種類は個々の神経細胞で異なる。また、一つの細胞に発現する複数のc-Pcdhタンパク質は、その種類が一致した場合にホモフィリックな接着活性を示すことが報告されている。しかし、現在のところ脳神経系におけるc-Pcdhの役割は明らかとはいえない。本研究では、神経活動に依存した神経回路形成過程の一つである大脳皮質体性感覚野のバレル形成をモデルとしてc-Pcdhの機能解析をするために、c-Pcdhの遺伝子数を減少させた様々なマウスの作製と解析を進めてきた。
本年度は、CRISPR_Cas9システムにより昨年度に作製したc-Pcdhの遺伝子数を減少させたマウスのホモ化を進めた。また、作製したマウスの脳をバレルが形成される生後７日目に摘出し、バレル形成異常の有無を解析した。次に、ホモ化した雄の精子と野生型の卵子の受精卵に対して、さらに、CRISPR_Cas9システムにより変異を加えることで、全てのc-Pcdh遺伝子群を無くすことのできるマウスの作製に成功した。作製したマウスは、c-Pcdh遺伝子群の一部をCre/loxPシステムにより欠失させる必要があるため、終脳領域の興奮性神経細胞特異的にCreを発現するマウスとの交配をし、体性感覚野のバレル形成に異常がないかの解析を進めた。

Research Products

• [Journal Article] Genome Stability by DNA polymerase β in Neural Progenitors Contributes to Neuronal Differentiation in Cortical Development (2017)
  • Author(s): Onishi K, Uyeda A, Shida M, Hirayama T, Yagi T, Yamamoto N, Sugo N.
  • Journal Title: J Neurosci. Volume: 37 Pages: 8444-8458
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0665-17.2017
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The methyltransferase SETDB1 regulates a large neuron-specific topological chromatin domain (2017)
  • Author(s): Jiang Y, Loh YE, Rajarajan P, Hirayama T, Liao W, Kassim BS, Javidfar B, Hartley BJ, Kleofas L, Park RB, Labonte B, Ho SM, Chandrasekaran S, Do C, Ramirez BR, Peter CJ, C W JT, Safaie BM, Morishita H, Roussos P, Nestler EJ, Schaefer A, Tycko B, Brennand KJ, Yagi T, Shen L, Akbarian S.
  • Journal Title: Nat Genet. Volume: 49 Pages: 1239-1250
  • DOI: 10.1038/ng.3906.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research