霊長類が大脳皮質の拡張とともに高度認知機能を獲得した経緯には、大脳皮質内の機能領域の拡張、新規領域の追加、神経回路形成の編成が起きる事が必要である。霊長類特異的なこの高度認知機能獲得メカニズムを理解するには、マウス等のげっ歯類には存在しない、大脳皮質機能領域（前頭前野等）とそれらへの回路形成を行っている領域（視床枕、海馬等）の発生メカニズムを理解する事が重要である。そこで、本研究ではマウスから得られた知見をもとに、マウス脳内で機能の解明されている遺伝子のマーモセットでの発現様式を明らかにする。次に、マーモセット脳内で特有の発現様式を示す遺伝子について、これらの遺伝子をマウス脳内で異所的に起こす事により得られる脳の発生への影響を解析する。最後にマウス子宮内遺伝子導入法を改良し、マーモセット脳内でもこれらの遺伝子の機能解析が直接行える実験系を立ち上げ、霊長類特異的な大脳皮質の進化のメカニズムの解明を目指す。
（１）マーモセットとマウス脳内での遺伝子発現の比較解析
脳の発達に伴い、脳内に局所的に発現する遺伝子は発生とともにダイナミックな発現変化を起こし、このダイナミックな変化が脳のパターン形成、神経回路接続など、時期特異的な発生イベントに重要な役割を果たしている事は良く知られている。マウスではallen brain atlas等によるデータベースが開発されており、情報は十分にあるものの、マーモセットに関してはまだ時期特異的、場所特異的な遺伝子発現情報が不十分である。そこで、まずマウスで機能が明らかにされている遺伝子や発現パターンが限局されている遺伝子に関して、その発現様式をマーモセットの脳内で明らかにし、マウス脳との違いを明らかにする。特に、マーモセット脳内では高度認知機能に関連すると考えられる、前頭前野やその回路形成を行っている領域を中心に解析を進める。
（２） マーモセット脳に特有に発現する遺伝子のマウス脳内での機能解析
上記で得られた結果をもとに、マーモセット大脳皮質内で時期特異的、領域特異的に発現する遺伝子においてその機能解析を行う。機能解析を行う遺伝子については、マーモセットの大脳皮質で領域特異的に発現しているものの他に、マウスと異なる層特異的な発現を示すもの（subplateやCajal-Retzius細胞等）にも注目し、これらの遺伝子をマウスの大脳皮質内に領域特異的、層特異的に過剰発現させる。この遺伝子導入にはマウス子宮内遺伝子導入法を用い、その結果マウス大脳皮質領域の変化や回路形成に与える影響を調べる。さらに、大脳皮質に接続が多い視床の役割を調べるために、マーモセットの視床特異的に発現する遺伝子もマウス子宮内遺伝子導入法を用いて過剰発現させ、大脳皮質—視床の回路発達に与える影響を解析する
（３）マーモセット脳への子宮内遺伝子導入法の確立
最後に、これらの遺伝子の霊長類特異的な脳進化への役割をさらに踏み込んで解析するためには、マーモセット脳内に時期特異的かつ異所的に強制発現、または機能阻害を起こす必要がある。このためには、トランスジェニックマーモセットの作成が有効的であるが、作成までの時間がかかると言うデメリットは避けられない。そこで、本研究では比較的短時間に領域特異的な遺伝子導入を可能にするために、子宮内遺伝子導入法をマーモセットで利用出来るための技術基盤を確立する。マウス子宮内遺伝子導入法では既に様々なプラスミドや、電極が作成されており、これらを工夫して使用する事によりマーモセットでの転用を可能にする。技術開発のためのステップとしては妊娠中のマーモセットの安全な開腹手術環境の検討、胎児の子宮膜を通した可視化技術の検討、ターゲットした領域への効率的な遺伝子導入技術の開発、最適なプラスミドの模索などの検討を行う。これらの技術検討がなされた後は、（１）、（２）で得られた知見をもとに、順次候補遺伝子のマーモセット脳内への導入を行い、大脳皮質機能領域のパターン変化や、回路形成への影響を（１）で得られた遺伝子マーカーなどを用いて明らかにして行く。
本研究で得られる結果は、霊長類での高度認知機能の進化のメカニズムを明らかにするだけでなく、霊長類モデル動物としてのマーモセットの有効性も明らにすることができるため、今後マーモセットを利用した研究の推進をはかる事も期待できる。
