機能分子研究チームの森チームリーダーらは、匂い情報の脳内表現メカニズムの解明を目指し、電気生理学的手法とイメージング技術を駆使することによって、嗅球（匂い情報が最初に伝達される脳の部位 ）における匂い分子マップの存在を見い出し、その機能的意義を明らかにした1)。マウスの鼻腔に存在する個々の嗅細胞（匂い分子を受容するニューロン）は、ゲノム上に存在する約1,000種類もの匂い分子受容体レパートリーの中からたった１種類を選択することによって、特定の匂い分子にのみ反応するようになる。同じ匂い分子受容体を発現した嗅細胞は、嗅球に存在する約1,800個の糸球のうち特定の２つの糸球に軸索を投射し、そこで２次ニューロンの樹状突起とシナプス結合を形成する。最も重要な問題は、このように正確な配線機構がどのようにして確立され、維持されるのかということである。シナプス分子機構研究チーム（チームリーダー：吉原良浩）ではこの問題に２つの戦略で取り組んでいる。
　第一に、嗅細胞の軸索を嗅球の特定の領域にガイドするために機能する細胞認識・接着分子の同定である。これまでに、吉原チームリーダーらは、嗅覚神経系においてユニークな発現パターンを示す数種の新規分子（OCAM, BIG-1, BIG-2, telencephalin）を同定し2)、現在、分子細胞生物学的・生化学的および発生工学的手法により、これら細胞接着分子の機能の解明に取り組んでいる。またゼブラフィッシュにおける変異体スクリーニングによって、嗅覚神経系の形成に重要な役割を果 たす機能分子の発見も目指している。

画像をクリックすると拡大します。 図１ WGAトランスジーンを用いての選択的神経回路可視化技術 特定のニューロンだけで機能するプロモーターの支配下にWGA遺伝子を限局して発現させることによって、そのニューロンを起点とする神経回路のみを選択的にかつ再現性良く可視化することができる。

　第二に、この研究室で開発された革新的な神経回路トレーシング技術は、より高次の脳における特定の匂い情報の表現パターンを可視化することを目的としている3)。経シナプス性トレーサーである小麦胚芽レクチン（WGA）の遺伝子を特定のタイプのニューロンにおいてのみ発現するトランスジェニックマウスを作製することによって、そのニューロンに起因する神経回路を選択的にかつ再現性良くラベルすることができる（図１）。ある１種類の匂い分子受容体を発現する嗅細胞のみでWGAを発現させることにより、鼻から脳への特定の匂い情報の流れを可視化できると期待され、匂いと脳の高次活動を結びつける機能地図の完成へと向かう。