解説

新規手法が切り拓く神経回路研究の新時代

Vol.53 No.10 Page. 673 - 680 (published date : 2015年9月20日)
小坂田 文隆1,2,3,4
  1. 名古屋大学大学院創薬科学研究科細胞薬効解析学分野
  2. 名古屋大学高等研究院神経情報処理研究チーム
  3. ソーク研究所システムズニューロバイオロジー研究グループ
  4. 科学技術振興機構さきがけ
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概要原稿

ヒトの脳はおよそ1,000億個もの膨大な数のニューロンが神経回路を形成することにより情報を伝達・処理し，複雑な高次脳機能を発揮する．その神経回路の破綻は，神経疾患や精神疾患などを引き起こす原因と考えられる．したがって，脳・神経回路の動作原理の解明，それに基づいた神経・精神疾患の病因解明および予防・治療法の開発は極めて重要な研究課題である．近年神経科学領域では大きな技術革新が起こり，二光子顕微鏡，Optogenetics, カルシウムや電位に感受性の蛍光タンパク質，ウイルスベクター，脳の透明化，ゲノム編集技術などが開発された．これにより不可能と考えられていた実験アプローチが可能になり，これまで解明できなかった科学的問いに答えることができるようになりつつある．本稿では，神経回路研究に有効な革新的解析技術を概説する．

リファレンス

  1. 1) K. D. Harris & T. D. Mrsic-Flogel: Nature, 503, 51 (2013).
  2. 2) K. Ohki, S. Chung, Y. H. Ch'ng, P. Kara & R. C. Reid: Nature, 433, 597 (2005).
  3. 3) L. Tian, S. A. Hires, T. Mao, D. Huber, M. E. Chiappe, S. H. Chalasani, L. Petreanu, J. Akerboom, S. A. McKinney, E. R. Schreiter et al.: Nat. Methods, 6, 875 (2009).
  4. 4) E. S. Boyden, F. Zhang, E. Bamberg, G. Nagel & K. Deisseroth: Nat. Neurosci., 8, 1263 (2005).
  5. 5) I. R. Wickersham, D. C. Lyon, R. J. Barnard, T. Mori, S. Finke, K. K. Conzelmann, J. A. Young & E. M. Callaway: Neuron, 53, 639 (2007).
  6. 6) F. Osakada, T. Mori, A. H. Cetin, J. H. Marshel, B. Virgen & E. M. Callaway: Neuron, 71, 617 (2011).
  7. 7) F. Osakada & E. M. Callaway: Nat. Protoc., 8, 1583 (2013).
  8. 8) H. Hama, H. Kurokawa, H. Kawano, R. Ando, T. Shimogori, H. Noda, K. Fukami, A. Sakaue-Sawano & A. Miyawaki: Nat. Neurosci., 14, 1481 (2011).
  9. 9) L. Cong, F. A. Ran, D. Cox, S. Lin, R. Barretto, N. Habib, P. D. Hsu, X. Wu, W. Jiang, L. A. Marraffini et al.: Science, 339, 819 (2013).
  10. 10) P. Mali, L. Yang, K. M. Esvelt, J. Aach, M. Guell, J. E. DiCarlo, J. E. Norville & G. M. Church: Science, 339, 823 (2013).
  11. 11) R. J. Platt, S. Chen, Y. Zhou, M. J. Yim, L. Swiech, H. R. Kempton, J. E. Dahlman, O. Parnas, T. M. Eisenhaure, M. Jovanovic et al.: Cell, 159, 440 (2014).
  12. 12) F. Osakada & M. Takahashi: Biol. Pharm. Bull., 38, 341 (2015).


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