Secreted axon guidance molecules are thought to determine the position and orientation of axonal growth through forming a concentration gradient. This idea, originally proposed by the Spanish neurobiologist Ramon y Cajal as the "chemotropic theory", posits that the positional information is determined by the distance from the secretion source. We identified a new mechanism of generation of positional information that is based on the "intracellular" localization of receptors. Frazzled is a receptor for an evolutionarily conserved axon guidance molecule Netrin. Frazzled captures its ligand Netrin and localizes itself within the axon shaft, thereby localizing Netrin to specific position in the developing neural network. This Netrin is in turn used as a positional information for other axons. Thus, it is the sub-axonal distribution of a receptor that provides positional information for axon guidance. This could serve as a general strategy for the generation positional information for neural network formation.

　分泌型の軸索ガイダンス分子は，濃度勾配を形成して軸索の伸長方向や位置を制御すると考えられている．この考えはスペインの解剖学者Cajalによって提唱された化学走性仮説に基づいており，「分泌源からの距離」が位置情報の基本となっている．我々は「細胞内の位置情報」に基づく新たな位置情報形成機構を明らかにした．Netrinは軸索誘因能を持つ進化的に保存された軸索ガイダンス分子であり，その受容体Frazzledによって捕捉される．我々は，FrazzledがNetrinを捕捉後，自らの細胞内分布を再編成してNetrinを他の細胞に提示する事で位置情報を形成する（Capture/Relocation system）ことを示した (Hiramoto et al., 2000)．この過程では，Frazzledの軸索内の分布が，他の神経の軸索ガイダンスにおける位置情報となる．この機構は分泌型リガンドとその受容体による神経軸索ネットワーク形成機構の基本メカニズムである可能性が高い．

left: Longitudinal pionner neuron called dMP2 extends its axon tracking the boundary of Netrin (green) localization. right: This Netrin is captured and presented by its receptor Frazzled (magenta) , whose sub-axonal localization pattern determines the distribution of Netrin and thus positional information in the neural network.

左：縦走経路を最初に走行する軸索の一つであるｄMP2はNetrin(緑)の分布の境界に添って軸索を伸ばす．右：Netrinはその受容体Frazzled (マジェンタ)によって捕捉され提示されている．Netrinの分布，すなわち回路内の位置情報はFrazzledの軸索内局在で決まる．