研究分野紹介

神経発生学

研究分野ホームページ

http://fsosato.w3.kanazawa-u.ac.jp/index.html

スタッフ

教  授:佐藤  純
助  教:八杉 徹雄
特任助教:林  貴史

研究の概要

カラム構造は脳の機能単位であり,個々のカラムが形成される分子機構を理解することは神経科学における重要な研究課題である。神経活動に応じてカラムの構造・機能が可塑的に変化する過程については生後の大脳皮質を用いて研究が進められている一方で,発生過程においては遺伝的なプログラムに従ってカラムの基本構造が構築されると考えられる。しかし,可塑的変化が生じる以前の発生過程におけるカラム形成機構についてはほとんど分かっていない。ほ乳類のカラム構造は少なくとも数万もの神経細胞から成り,これほど多くの細胞が1つのカラム構造を形成する過程を解析することは非常に困難である。一方,ショウジョウバエ視覚中枢においてもカラム構造が見られるが,ハエのカラム構造はたかだか100程度の神経細胞から成る上,非常に精密な分子遺伝学的操作が可能である。
ハエの脳においてもカラムの形成機構はほとんど明らかにされていないが,当研究室では独自の研究からカラムの一部に局在する遺伝子および蛋白質を多数同定している。これらをマーカーとして用いつつ,各遺伝子変異体の表現型を解析することにより,カラム形成の分子機構を明らかにする。当研究室には共焦点顕微鏡,超解像顕微鏡,二光子顕微鏡,高速共焦点顕微鏡が設置されており,生きたままの脳組織中におけるカラムの微細な構造変化,および視覚情報処理におけるカラムの神経活動をリアルタイムに観察することが可能となっている。
 また,当研究室では数学者グループとの密接な共同研究による数理モデル解析に力を入れている。ハエの脳の形成過程における様々な現象について数理モデルを構築し,コンピューターシミュレーションおよび数理解析によって対象とする現象の定量的理解を進める。さらに数理モデルから得られた予測を実験的に検証することによって,神経科学研究を推進する。数理モデリングはカラム形成機構の解析においても重要な役割を果たしている。