ゼブラフィッシュの神経回路発生と脳の形態形成の分子発生遺伝学的解析
- 同定可能な神経細胞の発生・生理機能・行動に関わる遺伝子の解析
- 神経回路形成過程の可視化
- 脳の形態形成の可視化
- 突然変異体の解析
- マウスとの系統発生学的比較
- ChR2を用いた筋肉・神経細胞の機能の解析
- 高解像度マイクロCTによる神経堤細胞由来器官（歯など）の立体構造、運動、および、メダカとの比較
消化管の働きを制御する腸神経系の機能と発生
私たちの消化管は５億とも言われる神経細胞を含みます。それらは感覚神経系から運動神経系に至る回路を形成し、脳の影響は受けつつも、独立して機能を遂行できます。このため、腸は「第二の脳」とも呼ばれています。私たちはこの消化管機能をつかさどる腸神経系の働き方と発生機構を明らかにすることを目指しています。
ゼブラフィッシュの脳に注目する
ゼブラフィッシュの脳は他の脊椎動物とくらべて、かなり単純ですが、その基本構造は、非常によく似ています。とくに、前脳・中脳・後脳などの区別、後脳が一連の節の構造からなっていること等は、哺乳類や鳥類とも共通した特徴です。その一つ一つの節の中からは、特徴的な神経細胞がうまれてきて、それぞれが、異なった役割を受け持つことになりますが、このように、極めて多様な神経細胞がうまれてくるためには、ホメオボックス遺伝子をはじめとする転写因子のほか、シグナル分子、細胞表面分子が関与します。このうち、魚類、両生類の後脳の節の第４番の中央からは、極めて巨大で特徴的な神経細胞が生まれてきますが、この細胞は、発見者の名前をとって‘マウスナー細胞’とよばれています。機能的には、何か危険なものに遭遇したとき、様々な感覚神経からシナプスを通じてシグナルを総合的に‘判断’し、筋肉を収縮させて、十数ミリ秒以内に逃避行動をひきおこす重要な役割を持つことが知られています。
マウスナー細胞を利用した研究のために
今後、マウスナー細胞の遺伝子発現を特異的に制御することにより、神経発生と機能を制御する重要な新規遺伝子を同定してゆきます。このように、一つの同定可能な神経細胞に集約して総合的に調べることにより、他の神経細胞の研究のためにも重要なモデルを提供し、神経系全体の機能の解明に貢献できるのではないかと期待しています。
蛍光タンパク質を利用した神経細胞の可視化・識別
形態形成運動の追跡
私たちは、そのほか、これら神経細胞が形成される直前の形態形成運動についても、イメージング技法を用いて、重要な細胞間相互誘導作用の同定をおこなっています。