脳内1細胞モザイク解析法による樹状突起特異的なガイダンス機構の解明

使用大脑中的单细胞镶嵌分析阐明树突特异性引导机制

• 批准号: 09J10639
• 负责人: 関根 清薫
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J10639/
• 关键词: 樹状突起; ガイダンス; ショウジョウバエ; 軸索; 糖核酸輸送体; 小胞体ストレス; 軸情報; 嗅覚系

樹状突起ガイダンスは正確な神経回路形成に必要な過程であるが、その形態の複雑さゆえ研究が進んでいない。本研究はショウジョウバエ嗅覚系「投射神経」を、脳内1細胞モザイク解析法により可視化及び遺伝子操作することで、樹状突起ガイダンスの分子機構を解明することを目的とする。遺伝学的モザイクスクリーニングにより得られたmeigo変異体は、投射神経の樹状突起ガイダンスに顕著な異常を示し、投射領域の正中線側へガイダンス先がシフトした一方で、軸索ガイダンスは正常だった。また、投射神経の前シナプス神経(嗅受容神経)のみを同様のモザイク解析法にてmeigo変異細胞とした結果、非常に類似した表現型を示した。原因遺伝子であるmeigo遺伝子にコードされる蛋白質は小胞体及びゴルジ体に局在し、糖核酸輸送体の機能を持つと共に、他の類似蛋白質には無い特異的な機能があることが示唆されている。本研究は、meigo遺伝子の機能と樹状突起ガイダンス機構の相互関係を解明することを目指す。本年度は、Meigoによって修飾制御される候補ターゲット分子の投射神経樹状突起ガイダンスにおける機能解析とともに、候補ターゲット分子の機能にとっての糖鎖修飾の重要性、及びMeigoとの相互関係を遺伝学的・生化学的に解析した。また、Meigoの発現低下によって小胞体ストレスが誘導されることを見いだし、発生過程の神経突起ターゲティングにおける小胞体品質管理機構の重要性を初めて示唆するものとなった。本研究の成果は"Cold Spring Harbor Laboratory Meeting, NEROBIOLOGY OF DROSOPHILA"を初めとした複数の学会・研究会で発表した。

尽管树突引导是精确神经回路形成的必要过程，但由于其形态的复杂性，研究尚未取得进展。这项研究的目的是通过使用大脑中的单细胞镶嵌分析对果蝇嗅觉系统“投射神经”进行可视化和基因操作，从而阐明树突引导的分子机制。通过基因镶嵌筛选获得的Meigo突变体在投射神经元的树突导向方面表现出明显的异常，导向向投射区域的中线偏移，而轴突导向则正常。此外，当仅使用投射神经的突触前神经（嗅觉感受器神经）作为meigo突变细胞使用相同的镶嵌分析方法时，结果显示出非常相似的表型。致病基因meigo基因编码的蛋白质定位于内质网和高尔基体，被认为具有糖核酸转运蛋白的功能，具有其他类似蛋白质所没有的特定功能。有。本研究旨在阐明 meigo 基因功能与树突引导机制之间的相互关系。今年，我们将分析Meigo修饰和控制的投射神经元树突引导中的候选目标分子的功能，并研究糖基化对于候选目标分子功能的重要性以及与Meigo的相互作用。我们还发现Meigo表达减少会诱导内质网应激，这首次表明内质网质量控制机制在发育过程中神经突靶向中的重要性。该研究成果在多个学术会议和研究会议上发表，包括“冷泉港实验室会议，果蝇神经生物学”。

项目成果

Dendritic and axonal targeting in the olfactory glomerular map of olfactory projection neuron (PN) and olfactory receptor neuron (ORN) is regulated by meigo, a putative UDP-sugar transporter

嗅觉投射神经元 (PN) 和嗅觉受体神经元 (ORN) 嗅觉肾小球图中的树突和轴突靶向受到 meigo（一种假定的 UDP 糖转运蛋白）的调节

• 发表时间: 2010
• 作者: Sekine;S.;Luo;L.;Miura;M.;Chihara;T
• 通讯作者: T

Nucleotide sugar transporter Meigo is required for neuronal targeting of synaptic partners in the Drosophila antennal lobe

果蝇触角叶中突触伙伴的神经元靶向需要核苷酸糖转运蛋白 Meigo

• 发表时间: 2011
• 作者: Sekine;S.;Hino;M.;Goto;S.;Okano;H.;Luo;L.;Miura;M.;Chihara;T
• 通讯作者: T

Meigo, a putative sugar transporter, regulates dendritic but not axonal tar geting in Drosophila olfactory projection neurons

Meigo 是一种假定的糖转运蛋白，可调节果蝇嗅觉投射神经元中的树突状但不调节轴突的目标

• 发表时间: 2009
• 作者: Sekine;S.;Luo;L.;Miura;M.;Chihara;T
• 通讯作者: T

Neuronal targeting of synaptic partners are regulated by cell-autonomous function of Meigo, a putative UDP-sugar transporter, in the Drosophil a olfactory brain center

突触伙伴的神经元靶向受到果蝇嗅脑中枢 Meigo 的细胞自主功能的调节，Meigo 是一种假定的 UDP 糖转运蛋白

• 发表时间: 2011
• 作者: Sekine;S.;Luo;L.;Miura;M.;Chihara;T
• 通讯作者: T

Nucleotide sugar transporter Meigo regulates neuronal targeting of synaptic partners in the Drosophila antennal lobe

核苷酸糖转运蛋白 Meigo 调节果蝇触角叶突触伙伴的神经元靶向

• 发表时间: 2011
• 作者: Sekine;S.;Luo;L.;Miura;M.;Chihara;T
• 通讯作者: T