脳機能を生み出すゲノム情報発現の統合的理解を探る

探索对产生大脑功能的基因组信息表达的综合理解

• 批准号: 20016005
• 负责人: 多羽田 哲也
• 金额: $ 2.94万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20016005/
• 关键词: ショウジョウバエ; キノコ体; 記憶; Wnt; 視覚; ラミナ神経; メダラ神経; EGF

ショウジョウバエの嗅覚記憶はキノコ体と呼ばれる神経節で形成される。キノコ体形成に機能するWntシグナルおよび機能未知遺伝子の作用機序を解析した。さらに匂い記憶の半自動学習装置を作製し、効率の良い学習プロトコールを開発した。ショウジョウバエの視神経は視覚中枢のラミナ神経節およびメダラ神経節に投射する。ラミナ神経の分化は視神経の投射により供給されるヘッジホッグにより誘導される。シナプス前神経がシナプス後神経の発生を制御している。さらに5種のラミナ神経が、将来シナプスを形成することになる1セットの視神経軸索を包むように、ラミナカラムと呼ばれる構造を作る。この時、免疫グロプリンス-パ-ファミリーに属する分子がラミナ神経前駆細胞に発現誘導され、それの変異ではラミナカラムが形成されないことを見いだした。またこのファミリーに属する異なる分子が視神経軸索にも発現していることを見出し、その変異でも同様な表現型が観察されることからぐファミリー間での相互作用が想定される。メダラ神経は視覚葉の表面に存在する神経表皮に由来する。最内側に位置する神経表皮細胞がProneural遺伝子を発現し、その細胞は直ぐに神経芽細胞となる。これを時系列で追ってみると、最内側から始まるProneural遺伝子の発現は1細胞ずつ外側へ向がって神経表皮細胞列を上っていく。それは神経芽細胞を形成する波が規則正しく一方向に動いていく波のようあり、proneural waveと名付けた。さらにJAK/STAT信号系がproneural waveの進行を負に制御していることを見出した。本年度はPrdneural waveの分子実体がEGFシグナルであることを明らかにした。すなわちEGFシグナルが活性化されるとproneural遺伝子が活性化され、神経芽細胞に分化する。同時にRhomboid(不活性型Spitzリガンドを活性型する因子)が発現し、Spitzを活性型に変える。それにより次の神経表皮細胞が活性型Spitzを受け取り、proneural waveが進行していく。中枢の神経芽細胞が規則正しく形成されるメカニズムを明らかにした。

果蝇的嗅觉记忆是在称为蘑菇体的神经节中形成的。我们分析了 Wnt 信号和在蘑菇体形成中发挥作用的未知功能基因的作用机制。此外，我们创建了一种用于气味记忆的半自动学习设备，并开发了一种有效的学习协议。果蝇视神经投射到视觉中枢、椎板神经节和奖章神经节。层神经分化是由视神经投射提供的刺猬诱导的。突触前神经控制突触后神经的发育。此外，五种类型的椎板神经形成称为椎板柱的结构，这些结构包裹着一组视神经轴突，这些轴突将在未来形成突触。此时，我们发现属于免疫球蛋白par家族的分子被诱导在层神经祖细胞中表达，并且这些分子的突变阻止了层柱的形成。我们还发现属于该家族的不同分子在视神经轴突中表达，并且在突变中观察到相似的表型，表明家族之间存在相互作用。 Medala 神经起源于视叶表面的神经表皮。最里面的神经表皮细胞表达 Proneural 基因并迅速变成神经母细胞。如果我们按照时间顺序，Proneural 基因的表达从最内侧开始，一次向外移动一个细胞，沿着神经表皮细胞行向上移动。它类似于一种波，其中形成神经母细胞的波有规律地朝一个方向移动，我们将其命名为原神经波。此外，我们发现 JAK/STAT 信号系统负向控制原神经波的进展。今年，我们揭示了Prd神经波的分子实体是EGF信号。换句话说，当 EGF 信号被激活时，原神经基因被激活，细胞分化为神经母细胞。与此同时，菱形蛋白（一种激活非活性 Spitz 配体的因子）被表达，将 Spitz 转化为活性形式。结果，下一个神经表皮细胞接收到活跃的 Spitz，原神经波继续前进。我们阐明了中枢神经母细胞有序形成的机制。

项目成果

Visual system development of Drosophila

果蝇视觉系统的发育

• 发表时间: 2008
• 作者: Miyazono;K.;Zhi;Y.;Takamura;Y.;Nagata;K.;Saigo;K.;Kojima;T.;Tanokura;M.;矢守隆夫.;Tetsuya Tabata
• 通讯作者: Tetsuya Tabata

The life of medulla neurons in the Drosophila visual center

果蝇视觉中枢髓质神经元的生命

• 发表时间: 2008
• 作者: Tsubota;T.;Saigo;K. and Kojima;Tetsuya Tabata
• 通讯作者: Tetsuya Tabata