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マウス一次嗅覚系における神経活動パターン依存的な遺伝子発現制御機構の解明

阐明小鼠初级嗅觉系统中神经活动模式依赖性基因表达控制机制

基本信息

批准号：
21J13157
负责人：
中野利沙子
金额：
$ 0.96万
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：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的はマウス一次嗅覚系の神経回路形成において、神経活動が遺伝子発現を制御する仕組みを解明することである。マウスの嗅神経細胞(嗅細胞)は、多数存在する嗅覚受容体遺伝子の中から1種類のみを選んで発現し、同種の嗅覚受容体を発現した嗅細胞は、嗅球の特定の領域に軸索を収斂させる。この嗅覚受容体の種類を反映した嗅覚回路は、発達期の嗅細胞に生じる自発的な神経活動と、それによって発現を制御される軸索選別分子群によって精確に形成される。このとき、細胞の電気的な活動である神経活動が、細胞内のシグナル伝達によって、遺伝子発現という分子情報に変換されていると考えられるが、その変換機構については全く明らかになっていなかった。過去の報告から、神経活動依存的に生じるカルシウムイオンの濃度変化が遺伝子発現に影響を与えることが分かっていたため、カルシウム依存性のシグナル伝達分子に着目し、それらの遺伝子のノックアウトや急性ノックダウンによる軸索選別分子群の発現変動を調べた。しかしながら、嗅細胞のバルク解析の結果、顕著な影響は観察されなかった。この結果からは、個々の嗅細胞で生じた影響が、バルク解析によって相殺されている可能性が排除できなかったため、次に、嗅細胞の細胞種を限定した解析を試みた。嗅細胞の細胞種は、発現する嗅覚受容体の種類によってラベルされる。そこで、嗅覚受容体遺伝子の下流にCreを挿入したマウスを新規に6ライン作成し、細胞種ごとの解析を可能にすることで、今回着目した細胞種の神経活動パターンと軸索選別分子群の発現パターンを同定した。神経活動を記録するために、世界で初めて嗅細胞のin vivo二光子カルシウムイメージング系を立ち上げ、細胞種ごとの神経活動パターンと軸索選別分子群の発現プロファイルを紐付けることを可能とした。今後シグナル伝達の阻害を行い、細胞種ごとの遺伝子プロファイルを解析する。

The purpose of this study is to understand the mechanism of the formation of the primary olfactory system and the mechanism of the regulation of the development of neurogenesis. The olfactory neurons (olfactory cells) of the olfactory bulb are mostly present in the olfactory receptor receptors of different species, and the olfactory receptors of the same species are present in the olfactory neurons, and the olfactory bulb is axonized in specific areas. The type of olfactory receptor reflects the precise formation of axonal selection molecules in the olfactory circuit, the development of olfactory cells, the spontaneous development of neuroactivities, and the control of development. The changes in the cellular electrical activity, the changes in the molecular information, the changes in the changes in the molecular information, the changes in the molecular information, the changes Previous reports have shown that changes in the concentration of neuroactivity-dependent molecules affect the development of axon-dependent molecular groups. The results of the analysis of olfactory cells and the influence of olfactory cells were observed. The result is that the olfactory cells are affected by the interaction between the two species. The cell species of olfactory cells develop and grow, and the species of olfactory receptors develop and grow. A new method for the production of receptor molecules is proposed. A new method for the production of receptor molecules is proposed. A new method for the production of receptor molecules is proposed. Neurological activity is recorded in vivo and in vivo by olfactory cells. Neurological activity is recorded in vivo and in vivo by cell species. In the future, we will analyze the damage caused by cell proliferation and gene transfer.