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Research News

"感覚"の可塑的変化に関わる遺伝子機構の発見

局所的な遺伝子改変法によって明らかに

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医学系研究科・医学部
2015/03/16

© 2015 坪田 匡史

© 2015 坪田 匡史

東京大学大学院医学系研究科の坪田匡史特任助教らの研究グループは、神経細胞どうしの結合の強さを変化(可塑的変化)させるコフィリン1遺伝子が、げっ歯類の大脳皮質における可塑的変化では、特定の神経回路でのみ働いていることを発見しました。

私達が日々行っている学習や記憶の基礎には、大脳皮質の神経細胞で起こる可塑的変化が関係しています。脳の中にはさまざまな機能を持った神経回路がありますが、その中の特定の神経回路を構成する神経細胞間のつながりの強度の変化がこうした可塑的変化の基盤です。コフィリン1遺伝子は、神経細胞間のつながりの強さを、神経細胞どうしが結合する領域を物理的に増やしたり、減らしたりすることによって制御する因子であり、これまで海馬でその機能が詳細に研究されてきました。しかし、大脳皮質における役割、特に、どの神経回路においてその役割を果たすかは未解明でした。

ラットなどのげっ歯類の大脳皮質には、ひげの感覚を表象する領域があります。研究グループは、この領域に限定してコフィリン1遺伝子の発現を抑えたラットにおいて、ひげからの刺激が感じられないようひげの感覚を人工的に遮断して可塑的変化を誘導し、その影響を調べました。その結果、複数のひげの感覚をそれぞれ表象する領域間において起こる可塑的変化には、神経細胞どうしが結合する領域のコフィリン1を介した形態変化が必要であることが明らかとなりました。

本成果は、大脳皮質におけるコフィリン1遺伝子の機能解明を大きく前進させるものです。また、本成果は、着目する神経回路に限定して遺伝子を操作することによって得られたものです。従来の大脳皮質の広い領域で一度に特定の遺伝子を操作する手法から、本手法のように限られた領域の遺伝子を操作する研究の発展が期待されます。

論文情報

Tsubota T, Okubo-Suzuki R, Ohashi Y, Tamura K, Ogata K, Yaguchi M, Matsuyama M, Inokuchi K, Miyashita Y, "Cofilin1 Controls Transcolumnar Plasticity in Dendritic Spines in Adult Barrel Cortex", PLoS Biology Online Edition: 2015/2/28 (Japan time), doi:10.1371/journal.pbio.1002070.
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