脳にある無数の神経細胞は、全て神経幹細胞が分裂を繰り返して作られる。産み出された神経は、「どの幹細胞から産まれたかという出自に関係なく、それぞれが独自に分化してさまざまな神経回路を作る」と「出自ごとに決まった神経回路を作る」という2つの可能性があるが、実際の脳でどうなっているかは不明だった。

東京大学分子細胞生物学研究所准教授の伊藤啓氏と博士課程３年伊藤正芳氏らは、ショウジョウバエを使って脳の細胞を作る神経幹細胞の1つとそれが作る子孫細胞を染め出す実験を繰り返し、約100個ある神経幹細胞から作られる子孫細胞群のほとんどを同定した。子孫細胞群は、出自ごとに脳内の決まった場所だけに神経突起の枝を伸ばす「クローナルユニット」を形成し、このユニットがブロックのように組み合わさって、脳全体の神経回路を作っていることが分かった。

神経回路の詳しい構造はこれまでごく単純な線虫でしか分かっていなかったが、今回の研究で、ショウジョウバエ脳の全ての場所について、どのユニットがどこに投射し、どのような神経回路構造を作っているかを解明し、複雑な脳構造を持つ生物の神経回路の全体構造を始めて明らかにした。

今回の発見は、幹細胞から脳の複雑な神経回路が形成される基本原理の解明につながる。

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