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Molecular Basis of Odor Perception in the MouseMolecular Basis of Odor Perception in the Mouse Hitoshi Sakano The University of Tokyo 「‡このマ クが付してある著作物は第三者が有する著作物ですので同著作物の再使用同著作物の二次的著

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Molecular Basis of Odor PerceptionMolecular Basis of Odor Perceptionin the Mousein the Mouse

Hitoshi SakanoHitoshi SakanoThe University of Tokyo

「‡ このマ クが付してある著作物は 第三者が有する著作物ですので 同著作物の再使用 同著作物の二次的著

12009. 7. 16 俯瞰講義 @ 駒場

「‡:このマークが付してある著作物は、第三者が有する著作物ですので、同著作物の再使用、同著作物の二次的著作物の創作等については、著作権者より直接使用許諾を得る必要があります。」

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Human Olfactory System

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Olfactory Neuroepithelium

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Olfactory Signal TransductionOlfactory Signal Transduction

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Conversion of olfactory signalsy g

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Distribution of the Mouse OR Gene ClustersDistribution of the Mouse OR Gene Clusters

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Exclusion Between the Transgenic and Endogenous MOR28 Genesand Endogenous MOR28 Genes

Serizawa et al., Nature Neurosci. 7, 687 (2000)

http://www.nature.com/neuro/journal/v3/n7/full/nn0700_687.html7

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Single Gene Choice by Somatic DNA Rearrangement

DNA bi tiDNA recombination

Expression

G i

cassette

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Gene conversion

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Identification of the Homology (H) Region

10 kb

MOR28 Gene ClusterFrom Serizawa et al., SCIENCE 302:2088(2003) :http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/sci;302/5653/2088?maxtoshow=&HITS=10&hits=10&RESULTFORMAT=&searchid=1&FIRSTINDEX=0&volume=302&firstpage=2088&resourcetype=HWCITReprinted with permission from AAAS.

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H-Region is Necessary for MOR28 Expression

11From Serizawa et al., SCIENCE 302:2088(2003) :http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/sci;302/5653/2088?maxtoshow=&HITS=10&hits=10&RESULTFORMAT=&searchid=1&FIRSTINDEX=0&volume=302&firstpage=2088&resourcetype=HWCITReprinted with permission from AAAS.

Page 12: Molecular Basis of Odor Perception in the MouseMolecular Basis of Odor Perception in the Mouse Hitoshi Sakano The University of Tokyo 「‡このマ クが付してある著作物は第三者が有する著作物ですので同著作物の再使用同著作物の二次的著

H-Region Reactivates Truncated Constructs

12From Serizawa et al., SCIENCE 302:2088(2003) :http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/sci;302/5653/2088?maxtoshow=&HITS=10&hits=10&RESULTFORMAT=&searchid=1&FIRSTINDEX=0&volume=302&firstpage=2088&resourcetype=HWCITReprinted with permission from AAAS.

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Dissection of the essential sequences of the mouse H region

13PNAS vol.104, no.50, Decembe 11 2007 "Deletion of the core-H region in mice abolishes the expression of three proximal odorant receptor genes in cis"Hirofumi Nishizumi et al., P.20069, Fig.2, Copyright (2007) National Academy of Sciences, U.S.A.

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Single OR gene choice by LCR

From Serizawa et al SCIENCE 302:2088(2003) :‡

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From Serizawa et al., SCIENCE 302:2088(2003) :http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/sci;302/5653/2088?maxtoshow=&HITS=10&hits=10&RESULTFORMAT=&searchid=1&FIRSTINDEX=0&volume=302&firstpage=2088&resourcetype=HWCITReprinted with permission from AAAS.

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Maintenance of One Neuron – One Receptor Rule

From Serizawa et al., SCIENCE 302:2088(2003) http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/sci;302/5653/2088?maxtoshow=&HITS=10&hits=10&RESULTFORMAT=&searchid=1&FIRSTIND

& SU O &sea c d & S NEX=0&volume=302&firstpage=2088&resourcetype=HWCITReprinted with permission from AAAS.

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OR instructed axonal projectionp j

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Gain of function for Nrp2p

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G protein signals are necessary for axonal projection

20From Imai et al., SCIENCE 314:657(2006)http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/sci;314/5799/657?maxtoshow=&HITS=10&hits=10&RESULTFORMAT=&searchid=1&FIRSTINDEX=0&volume=314&firstpage=657&resourcetype=HWCITReprinted with permission from AAAS.

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cAMP signals regulate glomerular positioning along the A/P axisalong the A/P axis

21From Imai et al., SCIENCE 314:657(2006)http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/sci;314/5799/657?maxtoshow=&HITS=10&hits=10&RESULTFORMAT=&searchid=1&FIRSTINDEX=0&volume=314&firstpage=657&resourcetype=HWCITReprinted with permission from AAAS.

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Nrp1 level determines A-P positioning

23From Imai et al., SCIENCE 325:585(2009)http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/325/5940/585Reprinted with permission from AAAS.

Page 24: Molecular Basis of Odor Perception in the MouseMolecular Basis of Odor Perception in the Mouse Hitoshi Sakano The University of Tokyo 「‡このマ クが付してある著作物は第三者が有する著作物ですので同著作物の再使用同著作物の二次的著

Pre-target axon sorting of OSNs

24From Imai et al., SCIENCE 325:585(2009)http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/325/5940/585Reprinted with permission from AAAS.

Page 25: Molecular Basis of Odor Perception in the MouseMolecular Basis of Odor Perception in the Mouse Hitoshi Sakano The University of Tokyo 「‡このマ クが付してある著作物は第三者が有する著作物ですので同著作物の再使用同著作物の二次的著

Pre-target axon sorting in the OB-less mutant

25From Imai et al., SCIENCE 325:585(2009)http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/325/5940/585Reprinted with permission from AAAS.

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Two Step Model for Glomerular Map Formation

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OR-specific and activity-dependent segregation of axon terminiof axon termini

27Reprinted from Cellhttp://www.sciencedirect.com/science/journal/00928674Volume 127, Issue 5, Shou Serizawa et al., A Neuronal Identity Code for the Odorant Receptor-Specific and Activity-Dependent Axon Sorting, Fig.8, Copyright (2006)National Academy of Sciences, U.S.A.

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Domain-specific glomerular ablation

28Kobayakawa et al. Nature 450, 503 (2007)