光転換法による脳・脊髄原基の区画化、細胞移動、回路形成の体系的解析

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細胞集団の非常に良く組織化された配列替えは、脊椎動物の発生における重要な特徴であり、位置依存的な分化、誘導、器官形成に必須である.しかし、個々の細胞がかなり気まぐれな挙動を示すのに反して、細胞集団全体としての挙動は規則正しく制御されているという不思議な現象の全貌を掴むことは困難である。また、神経回路形成においても、ひとつひとつの生長円錐の挙動だけでなく、集団としてどのように正確な結合をなしとげるかについてはまだ課題が多い。これらの問題を克服するため、私達は紫(外)光によって蛍光色が緑から赤に変化するタンパク質KAEDEを発現するトランスジェニックゼブラフィッシュをもちいて、脳や脊髄におけるいろいろな時期、場所の細胞集団をラベルして、その挙動と発生運命を、共焦点顕微鏡を用いて調べた.例えば、胚を前後、左右、背腹等の軸に沿って赤と緑に色分けし、その後の発生を追跡した。その結果、神経原基の座標変換、左右の前脳にまたがる神経細胞の移動等新しい現象を解析できた。また、網膜と視覚の一次中枢である視蓋の間には、いわば鏡像関係にある2つの平面地図のような対応関係があることが古くからよく知られているが、それがどの程度正確なものであるかの評価をすることは難しい。私達は、まず、網膜のNASAL側を光転換すると、そこからのびる軸索が、視蓋の後半分に投射し、ここに強い赤い蛍光があらわれること、TEMPORAL側半分を光転換すると視蓋の前半分が赤くなることを確かめた。次に網膜に直接アルファベット等のパタンをレーザー光で書き込み、その結果、視蓋にあらわれる端末のパタンを調べた。いっぽう、哺乳類においても同様の実験が可能であるかどうかの検討を行っている。