はじめに

Introduction

 ゲノム情報を基盤とし、ゲノム情報の最初の表現型である遺伝子発現情報の網羅的な取得と比較解析(比較トランスクリプトーム解析)・DNAの後天的修飾機構であるDNAメチル化のゲノムワイドな比較定量解析(比較エピゲノム)を脳神経系に対して適用することで、種・個体固有の形態的・生理的個別性獲得のメカニズムの解明に取り組んでいます。

研究の背景

Background

 ヒトの高次認知機能やその破綻として現れる精神・神経疾患の根本

的な理解には、マウスやラットなどのげっ歯類に代わる、ヒトにより近縁な霊長類モデルの開発が必要不可欠であると考えられます。ヒトの疾患、特に高次認知機能に関わる病態機序の解明には、そもそもヒト脳との形態や機能分化の程度において大きな差異があるマウス脳やラット脳で得られた結果を、ヒトに外挿する方法論の限界も指摘されており、一方、ヒトにおいては、病態と遺伝子・分子の相関関係は明らかにできますが、実験的な操作や侵襲的な実験が不可能なため、因果律の解明まで踏み込むことが極めて難しい現状にあります。そこで、新分野創成センターブレインサイエンス研究分野においては、ヒト脳との形態的・機能的類似性を持ち高次認知機能課題の遂行に優れているマカクザル(ニホンザルおよびアカゲザル)、また、高度の社会性・認知機能を有し、かつ世代時間の短いマーモセットを対象に、げっ歯類でもヒトでも行えないエビデンスベースの因果律の解明を目指した霊長類精神・神経疾患モデルの作出を行うことを目標としました。その目標を達成するための手段として実験的認知ゲノミクス研究が考えられます。

認知ゲノミクスとは、主にヒトの高次脳機能や精神・神経疾患にゲノムもしくは遺伝子がどのように関与するか、さらには、脳やこころの個性や多様性を分子のことばで明らかにしようとする研究分野であり、ゲノミクス分野の技術革新の恩恵も受け、急速に発展しつつある学問領域である。しかし、上記ですでに述べたように、ヒト脳そのものを対象にするには倫理的な理由により侵襲的・可逆的な実験が不可能であることから、認知機能や疾患と遺伝子・分子の相関関係を捉えるにとどまっている現状があります。そこで、認知ゲノミクスの対象をウイルスベクターによる遺伝子導入やトランスジェニック動物作製技術の整いつつあるマカクザルやマーモセットにその対象を拡げることで、ヒトでは行えないエビデンスベースの因果律の解明を目指した実験的霊長類認知ゲノミクスを推進し、精神・神経疾患を主ターゲットとした霊長類モデルの作出を行うことを目標に掲げて研究を推進しています。

 目標達成のための最初の一歩として、平成25年に新分野創成センターに赴任後、マカクザルの100個体規模のゲノム解析を開始しました。マカクザルやマーモセットはマウスのように近交系がなく、遺伝的に統制のとれた均質な集団ではないため、表現型にばらつきが生じる可能性が高いことが予想されます。そこで、マカクザル100個体のエキソーム解析(タンパク質コーディング領域であるエキソン領域の配列を選択的に決定する)を行い、高次認知機能遂行および精神・神経疾患関連遺伝子機能喪失変異を有する個体および家系の同定を行っています。エキソーム解析を行う際に、ゲノム情報以外の表現型情報を有する個体からその原因遺伝子の同定を行う“Phenotype-Driven Approach”と、ヒトの精神・神経疾患関連遺伝子として同定されている遺伝子とマカクザルにおける相同遺伝子の変異解析を行う“Genotype-Driven Approach”の両面から、現在研究を実施しています。

 また、平成26年11月から文部科学省(平成27年4月より日本医療研究開発機構[AMED])委託事業「革新的技術による脳機能ネットワークの全容解明プロジェクト(革新脳)」の技術開発個別課題として、マーモセットにおける全脳遺伝子発現動態・エピゲノム動態解析を行い、霊長類脳の構造をささえる分子基盤解明のための研究プロジェクトも新たにスタートしました。

What's NEW

2017.11.2

論文【チンパンジー親子トリオ(父親-母親-息子)の全ゲノム配列を高精度で解明】

藤山秋佐夫 情報・システム研究機構 国立遺伝学研究所特任教授,松沢哲郎 京都大学高等研究院副院長・特別教授,阿形清和 学習院大学教授らとの共同研究において,京都大学霊長類研究所のチンパンジー親子3個体(父:アキラ,母:アイ,息子:アユム)の全ゲノム配列を高精度で決定し,父親・母親それぞれのゲノムが子どもに受け継がれる際に起きるゲノムの変化の詳細を明らかにしました.詳細は京大プレスリリース or 遺伝研プレスリリース or EurekAlert!

2017.10.29

講演

日本社会心理学会第58回大会@広島大学おいて講演を行いました.詳細はこちら

2017.9.21

講演

第27回日本神経回路学会全国大会@北九州(北九州国際会議場)おいて講演を行いました.詳細はこちら

2017.9.8

講演

第60回日本神経化学大会@仙台(仙台国際センター)おいて講演を行いました.詳細はこちら

2017.4.15

講演

愛知高等学校において講演を行いました.詳細はこちら

2017.4.1

研究メンバー更新

研究メンバーを更新しました

2016.12.14

講演

第6回日本マーモセット研究会・革新脳国際シンポジウム@東大で招待講演を行いました.詳細はこちら

2016.10.1

論文【ニホンザルで自閉スペクトラム症の特性を確認 自然発生例ではヒト以外で初めて】

磯田昌岐教授(生理学研究所),吉田今日子医師(湯河原病院),入來篤史シニアチームリーダー(理化学研究所 脳科学総合研究研究センター),尾崎紀夫教授,久島周特任助教(名古屋大学大学院医学系研究科)らとの共同研究において,社会性(対他行動)に特徴があった1頭のニホンザルの行動を詳細に調べることで,このサルが自閉スペクトラム症の特性と類似した行動特徴をもつことを発見しました.詳細はこちら or こちら

2016.9.1

研究メンバー更新

研究メンバーを更新しました

2016.8.31

科研費・新学術領域HPオープン!

科研費・新学術領域「多様な「個性」を創発する脳システムの統合的理解(「個性」創発脳)」(領域代表・大隅典子教授[東北大学])のHPがオープンになりました!詳細はこちら

2016.8.5

マーモセット遺伝子アトラスサイト (Marmoset Gene Atlas) オープン

日本医療研究開発機構(AMED)委託事業「革新的技術による脳機能ネットワークの全容解明プロジェクト(革新脳)」において、理研BSIの下郡先生グループMarmoset Gene Atlasサイトがオープンになりました!私たちも次世代シーケンスによるトランスクリプトーム解析(RNA-seq)で連携させていただいています。

2016.7.7

研究費獲得状況

科研費・新学術領域研究「多様な「個性」を創発する脳システムの統合的理解」(領域代表・大隅典子教授[東北大学])の計画研究に採択されました。

2016.6.14

技術支援員募集のおしらせ

 *終了致しました。多数の応募ありがとうございました。

自然科学研究機構 新分野創成センター ブレインサイエンス研究分野では、短時間契約職員(技術支援員)を募集いたします。詳細はこちらをご覧ください。

または生理研求人情報もご覧ください。

2016.5.20

研究費獲得状況

科研費・基盤B新学術領域研究「グリアアセンブリによる脳機能発現の制御と病態」(公募研究)に採択されました。

2016.5.20

ホームページ新規開設

新分野創成センター・ブレインサイエンス研究分野(郷 研究室)のホームページを開設しました