嗅神経細胞のアイデンティティー決定の分子機構

嗅觉神经元身份决定的分子机制

基本信息

批准号：
14658254
负责人：
名川文清
金额：
$ 2.24万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

マウスにおいて嗅覚受容体遺伝子は一千種類に及ぶ類似遺伝子からなる多重遺伝子群を構成し、複数の染色体上にクラスターをなして存在する。個々の嗅神経細胞においては、これら遺伝子群の中から一種類の受容体遺伝子が選択的に活性化される。また、嗅神経細胞の嗅球への投射に際しては、発現している嗅覚受容体の種類に対応して、嗅球の表面に並んでいる約2千個の糸球と呼ばれる構造体のうち特定の糸球に投射がおこる。したがって、個々の嗅神経細胞は、細胞の分化に伴い自己の発現すべき受容体遺伝子を約一千ある遺伝子のうちから一つ選択し、且つ、選択した受容体遺伝子に従い、軸索の投射すべきターゲットを約2千の糸球のうちから一つ選択する。このように選択された受容体と投射先が、個々の嗅神経細胞の"アイデンティティー"を確立すると考えられる。この際、OR遺伝子の染色体上でのlinkageと嗅神経細胞の投射先のlinkageに相関のあることが示されており、進化の過程でOR遺伝子がどの様にしてリガンドや軸索投射の特異性を維持しながら、現在のクラスターを形成してきたのかも極めて興味深い問題となっている。本研究では、この嗅神経細胞のアイデンティティー決定の分子機構を解明することを目指し、ヒト及びマウスのOR遺伝子の構造を比較することによりこの問題に取り組んだ。その結果、OR遺伝子が進化の過程で遺伝子変換(gene conversion)を起こし、リガンドの特異性を維持してきた可能性を示すデータを得た。遺伝子変換は嗅覚系の進化を考える上で今後重要なファクターになると考えられる(Nagawa et al. Gene 292,73-80,2002)。

在小鼠中，嗅觉受体基因构成一组由1,000个相似基因组成的多个基因，并且存在于多个染色体上的簇中。在单个嗅觉神经元中，从这些基因组中选择性地激活了一种受体基因。此外，当将嗅觉神经细胞投射到嗅球上时，投影发生在大约2,000个结构的特定肾小球上，这些结构在嗅球表面排成一列，这取决于表达的嗅觉受体的类型。因此，单个嗅觉神经元选择一个受体基因之一，因为细胞分化是从约1,000个基因进行的，并根据所选受体基因选择轴突从约2,000个肾小球投影的靶标之一。人们认为，因此选择的受体和投影仪可以确定单个嗅觉神经元的“身份”。在这种情况下，已经表明，在投影嗅觉神经元细胞的染色体和连锁的染色体上的联系，这也是一个非常有趣的问题，即在进化过程中如何形成当前簇的同时如何形成当前的簇，同时保持配体和轴突预测的特异性。这项研究通过比较人和小鼠或基因的结构来解决这个问题，旨在阐明嗅觉神经元认同的分子机制。结果，获得了数据表明或基因在进化过程中经历了基因转化，从而维持配体的特异性。基因转化被认为是考虑未来嗅觉系统演变的重要因素（Nagawa等人，Gene 292,73-80,2002）。