[脳を知る] 脳を知る

戦略目標

脳機能の解明」(PDF:17KB)

平成11年度採択分

細胞膜上機能分子の動態と神経伝達調節メカニズム

研究代表者(所属)
重本 隆一 (自然科学研究機構生理学研究所 教授)
概要
神経細胞やグリアの細胞膜には、シナプス等の特殊化されたコンパートメントが存在し、受容体やチャネル等 の機能分子が集積しています。本研究では、高解像度で定量的に細胞膜上機能分子の分布を明らかにするレプリカ標識法を確立しました。この結果、グルタミン 酸受容体1分子をほぼ1個の金粒子で検出することが可能となり、個々のシナプスにおける受容体数や密度の分布を可視化すると共に、動物個体の運動学習によ るグルタミン酸受容体の動態を初めて明らかにしました。
 

行動制御系としての前頭前野機能の解明

研究代表者(所属)
丹治 順 (東北大学大学院医学系研究科 教授)
概要
大脳皮質前頭前野の機能を、統合的行動制御系という観点から解明した。霊長類を対象とし、認知的行動を実 際に行う際の細胞活動解析と化学的一過性機能脱失法による実験を系統的に実施した。行動選択における役割、行動の時間的・空間的制御における役割、複数の 行動を企画・実施する際の働き、さらに行動の目標(ゴール)設定、および行動制御の概念的処理における働きを明らかにした。認知・記憶情報を統合し行動を 発現させる前頭前野の機能理解が進んだ。
 

学習・記憶のシナプス前性メカニズムの解明

研究代表者(所属)
八尾 寛 (東北大学大学院生命科学研究科 教授)
概要
生きている神経細胞やシナプス前終末を可視化して、機能を計測する新しい手法を開発した。カルシウム感受 性蛍光デキストラン法により、海馬苔状線維単一シナプス前終末における2価イオン動態を解析し、4種類のカルシウムチャネルサブタイプの分布においてシナ プス前終末がヘテロであることを見出した。分子レベルのヘテロ性は、神経細胞ネットワークに多義性を与え、脳の複雑さと柔らかさを生み出しているメカニズ ムの一つと考えられる。
 

平成10年度採択分

抑制性シナプス可塑性の分子機構の解明とその応用

研究代表者(所属)
小西 史朗 (三菱化学生命科学研究所生命科学研究部・分子神経生物 室長)
概要
抑制性GABA シナプスの短期・長期的な制御機構を追究した。小脳で新しいシナプス機構が三つ働いていることを見出し、その分子機構の解明を進めた。また抑制性シナプス 部位へGABA-A受容体が配送される機構を検討し、GABA-A 受容体と相互作用する蛋白を特定した。さらにシナプス機構と動物行動の相関を理解するため、連合学習パラダイム(恐怖条件づけ)で誘発される情動記憶の獲 得に伴って扁桃体で発現が変動する蛋白・遺伝子を同定し、その一つに着目し機能的役割を検討している。
 

脂質メディエーターのdual receptor系と神経機能

研究代表者(所属)
清水 孝雄 (東京大学大学院医学系研究科・生化学分子生物学 教授)
概要
脳は脂質の宝庫といわれ、実際に多くの脂質性メディエーターが産生され、かつ代謝される。しかし、その生 理的、病理的な機能は十分に明らかにされていない。本研究では脂質メディエーターの産生、分解の調節と個体レベルでの機能を総合的に解析した。その結果、 脂質メディエーターはシナプス伝達、可塑性、神経細胞の発生などに関わり、その生合成やシグナル異常は種々の脳疾患と関わることが明らかとなった。
 

脳の初期発生制御遺伝子群の体系的収集と機能解析

研究代表者(所属)
平良 眞規 (東京大学大学院理学系研究科生物科学専攻 助教授)
概要
脊椎動物の脳の初期発生の分子機構を明らかにするために、アフリカツメガエルをモデル生物として、予定脳 領域に発現する制御遺伝子の同定と、外胚葉の神経化とパターン形成におけるそれらの遺伝子の役割の解析を試みた。その結果見出された遺伝子の中の1つとし て核内膜蛋白質のXMAN1 がある。機能解析の結果、XMAN1はBMP伝達因子Smad1、Smad5、Smad8 に結合し、BMP シグナルを弱めることで前方神経外胚葉の形成に関与することが示された。
 

回路網形成における神経活動の関与メカニズム

研究代表者(所属)
津本 忠治 (大阪大学大学院医学系研究科 教授)
概要
神経回路網の形成は、発生初期の遺伝情報に基づくプロセスと、後期の神経活動によって精緻化されるプロセ スからなる。本研究は、後者に焦点を当てそのメカニズム解明を目指した。その結果、大脳視覚野の変化には視覚入力だけでなく皮質ニューロンの活動も重要で あること、及び脳由来神経栄養因子(BDNF)がその変化に関与していることを見出した。また、BDNFは未熟なシナプスの機能的成熟にも関与しているこ とや、神経活動に応じてシナプス前から後細胞へ移行し、樹状突起の伸張やシナプス数の増加を起こすことを見出した。以上、神経活動が神経回路の改変を起こ すメカニズムを明らかにした。

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