生体内での神経細胞樹状突起の再編と維持を制御する分子機構の解明

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初期発生においていったん形成された樹状突起は、必要に応じてその形態を変化(リモデリング)させた後、長期間安定に維持される。このような樹状突起のリモデリングや維持には積極的な仕組みが存在することが示唆されているものの、具体的なメカニズムはほとんど明らかになっていない。ショウジョウバエの末梢神経系のdendritic arborization (da) neuronの一部では、蛹期に大規模な樹状突起リモデリングが起こった後、成虫の一生を通してその樹状突起パターンが維持されることが明らかになっている。そこで、樹状突起のリモデリングや維持に関わる遺伝子を同定するため、成虫da neuronをモデル系とした遺伝学的スクリーニングを開始した。前年度までに、樹状突起リモデリングに異常を示す変異体系統を18系統、樹状突起の維持に異常を示す系統を2系統分離した。本年度は、分離した変異体の中で、リモデリングに異常を示すCHORD変異体に注目し、さらに解析を行った。CHORD変異細胞の樹状突起パターンを定量的に解析したところ、樹状突起の全長や受容野の大きさは野生型に比べて顕著に減少していたのに対して、樹状突起の末端数や分岐の角度に関しては野生型と有意な差は見られなかった。以上の結果から、CHORD変異体は、野生型の「ミニチュア型」の樹状突起パターンへとリモデリングしていること、つまり細胞のサイズの制御に異常がある可能性が示唆された。さらに、野生型の個体を飢餓条件下において体のサイズを小さくしたところ、樹状突起パターンも体の大きさに合わせて縮小すること、つまり樹状突起パターンのスケーリングが起こることが明らかとなった。