神経機能の分化における遺伝子発現機構の解析

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(1)神経細胞の分化状態を遺伝子発現を指標にして調べるために、まず神経細胞の機能に関連していると思われる遺伝子をホヤ、ゼブラフィッシュ、マウスからクローニングした。本研究では神経細胞の機能のうち、特に情報伝達機構に関わる現象として活動電位の形成とシナプス伝達に関与している遺伝子について調べることにした。また、特に特定の神経細胞の最終的な分化状態を示しているような転写調節因子に関してもクローニングを行った。cDNAクローニングした遺伝子はグルタミン酸受容体、カリウムチャネル、カリウムチャネル修飾タンパクROR、Dab1,細胞分化に関連していると思われる新規遺伝子など。(2)遺伝子の発現が特定の種類のニューロンと対応しているか調べるためにin situハイブリダイゼーションを行った。上記遺伝子の中で、ゼブラフィッシュにおいて小脳顆粒細胞に極めて特異的に発現する遺伝子を同定することが出来た。(3)ホヤ胚運動神経細胞の分化機構について上記のような遺伝子群の中でLIMホメオボックス遺伝子は運動神経細胞の分化に関与していることが示唆されている。ホヤにおいてもこの分子機構が保存されているか調べた結果、ホヤではこの遺伝子群の発現パターンは各々の運動神経細胞において経時的異なっており、運動神経細胞の多様性と対応していると考えられた。またLIM遺伝子群はホヤ胚においてはBMPシグナルによって制運動神経細胞は原腸胚期に早い時期に決定することが示された。過剰発現実験によりLIM遺伝子群がイオンチャネルの発現制御を行っていることが示唆された。