平成28年度採択新学術領域「個性」創発脳

脳機能の個体差に関与する大脳皮質ニューロンのシングルセルオミクス解析

公募研究A03佐々木班
東京大学大学院薬学系研究科　薬品作用学教室
修士課程1年　柳下　晴也

我々は、脳機能の個体差に関与する大脳皮質ニューロンのシングルセルオミクス解析に取り組んでいます。近年の研究では、我々の行動やその精神活動の個体差には、それぞれ個性ある情報を表現する個々の大脳皮質ニューロンがどのように結合しているかが重要であることが分かってきました。これらのニューロン同士の結合や配置は、ニューロンが発生や分化、成熟に伴い受ける外部からのシグナルに応答して遺伝子発現が変動することで決定されています。そのため、私たちのグループは「①個々のニューロンがどのような行動と関連しているか」「②そのニューロンがどのような遺伝子発現を持つか」を同時に明らかとすることで、我々の行動や精神活動の個体差がどのように生み出されるかに迫れると考えました。そこで、私たちのグループは①と②を同時に明らかとすることができる、in vivo Unit-seq法の開発に取り組んでいます。私たちのグループは伝統的に、①を電気生理学的実験法により記録・解析を行ってきましたが、②を理解するための分子生物学的な実験法についてはその技術が不足していました。そこで、この度の「個性創発脳若手研究者チャレンジ」において貴重な機会をいただき、遺伝子発現解析のスペシャリストである自然科学研究機構生理学研究所の郷康広准教授のご助力を受け、実験解析技術の習得と実験系の確立を行わせていただきました。その結果、我々の実験系においても1つ1つのニューロンで遺伝子発現を明らかにすることに成功し、さらにその遺伝子発現プロファイルから4つのサブタイプに分類することができました（図）。今後は、本チャレンジで確立した大脳皮質ニューロンの遺伝子発現解析技術を用いることで、脳機能の個体差がどのようにもたらされているかを解明していきます。最後となってしまいますが、コロナ禍の中で貴重な機会をくださった本領域の先生方に、深く感謝申し上げます。