246
回編集
「コネクトーム」の版間の差分
ナビゲーションに移動
検索に移動
細
→細胞レベルのコネクトームとコネクトミクス
Masahitoyamagata (トーク | 投稿記録) 細 (→用語「コネクトーム」の起源) |
Masahitoyamagata (トーク | 投稿記録) |
||
| 35行目: | 35行目: | ||
====１）生理学的方法==== | ====１）生理学的方法==== | ||
生理学的な方法を利用し、神経細胞間の結合性を調べる。これには、複数神経細胞の全細胞記録法、ケージド神経伝達物質のレーザー光刺激法、光遺伝学、カルシウムイオンのセンサー（カルシウム感受性蛍光色素、GCaMPなどの遺伝学的なリポーター）、電位感受性センサーなどが利用される<ref>Cell. 2016 Mar 10;164(6):1136-50. doi: 10.1016/j.cell.2016.02.027. Communication in Neural Circuits: Tools, Opportunities, and Challenges. Lerner TN1, Ye L1, Deisseroth K2.</ref><ref>Cell. 2016 Apr 21;165(3):524-34. doi: 10.1016/j.cell.2016.03.047. Targeting Neural Circuits. Rajasethupathy P1, Ferenczi E1, Deisseroth K2.</ref><ref>All-Optical Interrogation of Neural Circuits Valentina Emiliani1, Adam E. Cohen2,3, Karl Deisseroth4,5, and Michael Häusser6,7 +Show Affiliations The Journal of Neuroscience, 14 October 2015, 35(41): 13917-13926; doi: 10.1523/JNEUROSCI.2916-15.2015</ref>。将来的に、哺乳類の神経系全体のコネクトームの解明には大規模生理学に適した方法論の開発が必要である。<br /> | |||
====２）シリアル電子顕微鏡==== | ====２）シリアル電子顕微鏡==== | ||
| 42行目: | 42行目: | ||
====３）遺伝学的標識法==== | ====３）遺伝学的標識法==== | ||
神経細胞を遺伝学的なレポーター（例、蛍光タンパク質）で標識し、神経細胞の形態と結合性を理解する方法論である。この方法論の特徴は、光学顕微鏡レベルでの観察が可能であるので、長い神経線維でつながった細胞同士のコネクトームの構築にも利用できることである。また、遺伝学的に標識できるため様々な神経細胞で特異的に発現するような遺伝子をドライバー（例、Cre、GAL4システム）を利用して、特定の神経回路のコネクトームについての知見を深めることができる。当初は、個々の神経細胞を蛍光タンパク質などで標識する方法が用いられていたが、コネクトーム構築には、多数の神経細胞を同時に観察する必要がある。そのために開発された方法論の１つが、Brainbowと呼ばれる技術である<ref>A technicolour approach to the connectome Jeff W. Lichtman, Joshua R. Sanes, Jean Livet Nat Rev Neurosci. Author manuscript; available in PMC 2008 December 1.</ref>。この技術は、確率論的、いくつかの蛍光団（XFPを）の組み合わせの発現を利用したもので、 各ニューロンは、Creリコンビナーゼとその基質となるlox配列を巧妙に利用することで、多数の異なる色によって区別できる。 | |||
[[ファイル:Brainbow.jpg|サムネイル|右|Brainbow http://www.cellimagelibrary.org/images/42753 （Creative Commons Attribution)]] | [[ファイル:Brainbow.jpg|サムネイル|右|Brainbow http://www.cellimagelibrary.org/images/42753 （Creative Commons Attribution)]] | ||
| 53行目: | 53行目: | ||
前項、遺伝学的標識法と類似しているが、より積極的にシナプス結合している神経細胞を探査していくコネクトームの構築法である。その１つは、小麦胚レクチン（WGA）などが、前シナプス部の細胞に導入された物質が、細胞質を介して直接は繋がっていない後シナプス部にシナプスを介して移行（Trans-synaptic）するということを利用するものである。これは、歴史的には、物質そのものを注入することで行われてきたが、ウィルスベクター、[[トランスジェニックマウス]]のような形で、遺伝学的に利用することが可能になっている。 | 前項、遺伝学的標識法と類似しているが、より積極的にシナプス結合している神経細胞を探査していくコネクトームの構築法である。その１つは、小麦胚レクチン（WGA）などが、前シナプス部の細胞に導入された物質が、細胞質を介して直接は繋がっていない後シナプス部にシナプスを介して移行（Trans-synaptic）するということを利用するものである。これは、歴史的には、物質そのものを注入することで行われてきたが、ウィルスベクター、[[トランスジェニックマウス]]のような形で、遺伝学的に利用することが可能になっている。 | ||
もう１つの重要なアプローチは、同様な性質を持ったウィルスベクターを利用することである<ref>Wickersham, I. R. & Feinberg, E. H. New technologies for imaging synaptic partners. Current opinion in neurobiology 22, 121–7 (2012).</ref>。例えば、リポーター遺伝子を有するRabiesウィルスベクターは、Trans-synapticな移動をし、逆行性に輸送されることが知られており、前シナプス細胞のパートナーとなる神経細胞の標識が可能である。特に、ウイルスベクターのエンベロップタンパク質を変更することで、感染細胞を変更することができる。http://web.stanford.edu/group/luolab/Pdfs/Callaway_and_Luo_JNeuro_2015.pdf<br /> | |||