研究領域名：分子レベルからの脳機能構築機構の解明

1．研究領域名：

分子レベルからの脳機能構築機構の解明

2．研究期間：

平成16年度～平成21年度

3．領域代表者：

三品　昌美（東京大学大学院医学系研究科・教授）

4．領域代表者からの報告

（1）研究領域の目的及び意義

　分子脳科学の進展は、ゲノム計画による遺伝情報の全体像解明の成果、生体分子の可視化技術、部位時期特異的遺伝子操作法などに代表される新たな分子生物学・分子遺伝学の方法論を組み込み、分子レベルから脳高次機能に至る脳科学の諸分野を融合させ、新たな飛躍を可能にする段階に達し、脳の統合科学への展開を目指すべき転換期を迎えている。我が国において脳神経系の情報伝達を担う受容体やチャネルの解明をはじめ分子レベルからの先駆的脳研究が達成されてきた成果を基盤に、本特定領域研究「分子レベルからの脳機能構築機構の解明」は、生命現象の根幹である遺伝子・分子に基盤をおき、3つの研究項目「神経細胞の運命決定及び動態に関与する分子」、「神経細胞の機能発現に関与する分子」および「脳のシステム制御に関わる分子機構」を設定することにより、分子脳科学の諸分野の力を結集し、分子レベルから脳高次機能に至る統合脳科学を開拓することを目的とする。

（2）研究の進展状況及び成果の概要

　全体として、計画班員による研究計画はいずれも準備が整い、順調に進み出している。神経回路が構築される過程で機能する分子の解析を活発に展開しており、神経幹細胞の増殖と分化を統合する遺伝子および特異的シナプス形成過程を制御する遺伝子のDNAチップによる網羅的探索、神経上皮細胞の挙動および特異的シナプス形成過程における機能分子の動態を可視化し、RNA結合性タンパク質をコードする遺伝子および樹状突起のパターン形成を制御する遺伝子の変異体を用いて、ニューロン分化や形態形成など細胞自律的な現象を支配する分子機構を明らかにし、細胞外マトリックスおよびヘパラン硫酸糖鎖のリモデリングに関わる遺伝子の変異体を用い細胞外環境が神経細胞分化などを制御する機構を明らかにしている。また、神経細胞の機能発現に係わる分子についても順調な進展をみせており、霊長類の大脳皮質連合野特異的遺伝子の発見、線虫の走温性に関わる分子の同定とその相互作用の解明、2時間毎の転写因子の周期的変動の発見とその意義の解明、神経細胞の極性形成機構を制御する分子の一連の解明、Naxチャネルによる体液塩濃度恒常性制御の脳内機構の解明が進められている。さらに、脳システム制御に関しても、多様化膜分子群CNR/プロトカドヘリンファミリーの欠損マウス、可塑性分子グルタミン酸受容体を線条体、海馬CA3および小脳プルキニエ細胞特異的に欠損したマウスの作成に成功している。

5．審査部会における所見

A（現行のまま推進すればよい）
　本研究領域では、分子脳科学の妥当な問題が研究対象として選択されており、分子レベルから脳機能を解決する手掛かりを得ようとする試みは着実に進んでいる。個々の研究者のレベルは国際的に見ても非常に高い。やや広範囲におよぶ領域であるが、精緻化された計画研究の目標と実験によって着実な成果を挙げている。公表も積極的に行なわれている。班間の関連ももともと深い関係にあり、遺伝子・分子レベルの分析を中核にして発展性のある研究組織が実現している。今後さらに連携が進むものと考えられる。公募研究は、計画班の基盤のもとに興味ある課題が選択されている。他の研究班との実質的な共同研究、交流により、さらに圧倒的な研究の躍進が期待される。