【本研究成果のポイント】
- 多数の神経細胞が集まって脳の機能単位である“カラム構造”を形成する仕組みを明らかにした。
- 分子スイッチとして働く Ephrin の“オン・オフ”を見分ける抗体を開発し、カラムの内外での状態変化を“見える化”した。
- Ephrin がリン酸化（スイッチ ON）されると、神経細胞の“配列や境界”が変化し、正確な神経回路の形成が促進されることを実証した。
- この分子スイッチの仕組みは通常とは異なる“逆流型シグナル伝達”に依存しており、脳の高次な配線設計の原理解明につながる新発見となった。
金沢大学新学術創成研究機構の佐藤純教授らの共同研究グループは、脳研究の代表的なモデル生物であるショウジョウバエを用いて、脳の機能単位であるカラム構造の形成を制御する分子メカニズムを解明しました。
私たちの脳は、無数の神経細胞から成り立っていますが、これらの神経細胞は無秩序に配置されているわけではなく、多数の神経細胞が規則正しく集まることでカラム構造が形成されます。カラム構造は脳の“機能単位”として働き、複雑な脳の働きを支える重要な構造です。本研究では、カラムの内側と外側を正しく区別し、神経細胞の配列や境界を精密に制御する仕組みの全容解明を目指しました。
研究グループは、分子スイッチとして働く Ephrin に着目し、その“オン・オフ”状態を見分ける抗体を開発。これにより、カラムの内外での Ephrin の状態変化を世界で初めて“見える化”することに成功しました（図参照）。さらに、さまざまな実験を組み合わせて検証した結果、Ephrin がリン酸化（スイッチ ON）されることで、神経細胞の配列や境界が変化し、正確な神経回路の形成が促進されることを実証しました。
Ephrin はハエだけでなく、マウスやヒトにも存在する重要な分子です。今回明らかになった脳の配線機構は、進化を超えて動物全体に共通する可能性が高く、今後、ヒト脳の発達や再生医療、神経疾患の研究にも大きなインパクトをもたらすことが期待されます。
本研究成果は、2025 年 8 月 13 日（米国時間）に米国科学誌『Science Advances』のオンライン版に掲載されました。
ジャーナル名：Science Advances
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