非対称細胞分裂研究チーム|理化学研究所 生命機能科学研究センター(BDR)

非対称細胞分裂研究チーム

チームリーダー

松崎 文雄Ph.D.

研究室主宰者の写真

ショウジョウバエと哺乳類をモデルとして、神経幹細胞の振舞いから脳の形成原理を探る

研究内容

脳の発生は、少数の神経幹細胞からなる一枚のシートを丸めたチューブから出発し、きわめて複雑な神経ネットワークへと変貌する驚くべきプロセスです。神経細胞の数や脳の層構造の形成といった脳の基本的な設計図は遺伝情報として幹細胞に格納され、発生の進行にともなって、順次引き出されてゆくと考えられています。私たちの研究室は、主にマウス、フェレットとショウジョウバエをモデル動物として、生きたまま幹細胞を観察するライブイメージング、物理化学的なアプローチなどの多様な方法を駆使して、高次脳のグランドプランを決定し、恒常性を維持する神経幹細胞のプログラムを解析しています。

大脳皮質と異なり、マウス脳基底核の形成では、神経幹細胞から多様なタイプの神経前駆細胞が生じ、ニューロンの数を飛躍的に増加させる

ショウジョウバエ神経幹細胞の非対称分裂

ショウジョウバエ神経幹細胞の非対称分裂

CRISPR/Cas9システムとin uteroエレクトロポレーションを組み合わせ、マウス胎児脳の神経前駆細胞に目的の遺伝子をゲノム上の特定の部位に効率よく挿入できる新たな手法を開発した。この方法によれば、二色の蛍光マーカー遺伝子を同一遺伝子の相同染色体上に挿入することで、両対立遺伝子に挿入された細胞を視覚的に識別できる。

研究テーマ

  • 神経発生と恒常性維持の遺伝的プログラムの研究
  • 神経幹細胞の非対称分裂の研究

主要論文

  • Fujita I, Shitamukai A, Kusumoto F, et al.
    Endfoot regeneration restricts radial glial state and prevents translocation into the outer subventricular zone in early mammalian brain development.
    Nature Cell Biology 22, 26–37 (2020) doi: 10.1038/s41556-019-0436-9
  • Kono K, Yoshiura S, Fujita I, et al.
    Reconstruction of Par-dependent polarity in apolar cells reveals a dynamic process of cortical polarization.
    eLife 8. e45559 (2019)doi: 10.7554/eLife.45559.001
  • Kawaue T, Shitamukai A, Nagasaka A, et al.
    Lzts1 controls both neuronal delamination and outer radial glial-like cell generation during mammalian cerebral development.
    Nature communications 10(1). 2780 (2019)doi: 10.1038/s41467-019-10730-y.
  • Suzuki K, Tsunekawa Y, Hernandez-Benitez R, et al.
    In vivo genome editing via CRISPR-Cas9 mediated homology-independent targeted integration.
    Nature 540. 144–149 (2016) doi :10.1038/nature20565
  • Tsunekawa Y, Terhune R K, Fujita I, et al.
    Developing a de novo targeted knock-in method based on in utero electroporation into the mammalian brain.
    Development 143. 3216–3222 (2016) doi: 10.1242/dev.136325
  • Okamoto M, Miyata T, Konno D, et al.
    Cell cycle–independent transitions in temporal identity of mammalian neural progenitor cells.
    Nature Communications 7. 11349 (2016) doi:10.1038/ncomms11349
  • Matsuzaki F and Shitamukai A. Cell division modes and cleavage planes of neural progenitors during mammalian cortical development.
    Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 7. a015719 (2015) doi: 10.1101/cshperspect.a015719
  • Pilz G A, Shitamukai A, Reillo I, et al. Amplification of progenitors in the mammalian telencephalon includes a new radial glial cell type.
    Nature Communications 4. 2125 (2013) doi:10.1038/ncomms3125
  • Yoshiura S, Ohta N, and Matsuzaki F.
    Tre1 GPCR signaling orients stem cell divisions in the Drosophila central nervous system.
    Developmental Cell 22. 79–91 (2012) doi:10.1016/j.devcel.2011.10.027