環境に適応した運動出力を生み出す神経回路機構の解明

• 研究課題/領域番号: 26430004
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経生理学・神経科学一般
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 高坂 洋史 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助教 (20431900)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 神経回路 / 運動制御 / オプトジェネティクス / コネクトミクス / ゲノミクス / 介在神経細胞 / ショウジョウバエ / 運動回路 / 遺伝学 / 統計解析 / 運動ダイナミクス

研究成果の概要

動物の運動速度制御は、動物が環境に適応して行動するために重要である。本研究では、ショウジョウバエ幼虫の運動をモデル系として、運動速度を制御する介在神経細胞を同定し、速度が生み出される回路機構を明らかにした。PMSIsと名付けた細胞により、運動する速さの機構が明らかになった。prePMSI1とprePMSI2という介在神経細胞の同定により、運動の方向性がどのように神経回路に実装されているのかが明らかになった。これらの知見は運動出力を生み出す神経回路機構の一端を明らかにするものとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Gap junction-mediated signaling from motor neurons regulates motor generation in the central circuits of larval Drosophila. (2017)
  • 著者名/発表者名: Matsunaga T, Kohsaka H, *Nose A.
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 巻: Feb 22;37(8) 号: 8 ページ: 2045-2060
  • DOI: 10.1523/jneurosci.1453-16.2017
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Neural circuits underlying fly larval locomotion. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kohsaka H, Guertin PA, Nose A.
  • 雑誌名: Curr Pharm Des. 巻: 23 ページ: 1-12
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Functional dissociation in sweet taste receptor neurons between and within taste or- gans of Drosophila. (2016)
  • 著者名/発表者名: Thoma V, Knapek S, Arai S, Hartl M, Kohsaka H, Sirigrivatanawong P, Abe A, Hashimoto K, Tanimoto H.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 7 号: 1 ページ: 10678-10678
  • DOI: 10.1038/ncomms10678
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A circuit mechanism for the propagation of waves of muscle contraction in Drosophila (2016)
  • 著者名/発表者名: Fushiki A, Zwart MF, Kohsaka H, Fetter RD, Cardona A, Nose A.
  • 雑誌名: Elife 巻: 5 pii ページ: 13253-13253
  • DOI: 10.7554/elife.13253
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Identication of Inhibitory Pre- motor Interneurons Activated at a Late Phase in a Motor Cycle during Drosophila Larval Locomotion. (2015)
  • 著者名/発表者名: Itakura Y, Kohsaka H, Ohyama T, Zlatic M, Pulver SR, Nose A.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 号: 9 ページ: e0136660-e0136660
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0136660
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A group of segmental premotor interneurons regulates the speed of axial locomotion in Drosophila larvae. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kohsaka, H., Takasu, E., Morimoto, T. and Nose, A.
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 24 号: 22 ページ: 2632-2342
  • DOI: 10.1016/j.cub.2014.09.026
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Neural circuits that mediate backward escape responses to mechanical noxious stimuli in Drosophila larvae. (2016)
  • 著者名/発表者名: Suguru Takagi, Sawako Niki, Dohjin Miyamoto, Hiroshi Kohsaka, Hokto Kazama, Richard D. Fet- ter, Albert Cardona, Akinao Nose.
  • 学会等名: Behavioral Neurogenetics of Drosophila Larva, HHMI Janelia Research Campus
  • 発表場所: HHMI Janelia Research Campus, USA
  • 年月日: 2016-10-23
  • 国際学会
• [学会発表] Circuit mechanisms that regulate motor pattern in larval Drosophila. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nose, A., Kohsaka, H., Yoon, Y., Takagi, S., Hiramoto, A., Ohura, S. and Niki, S
  • 学会等名: Behavioral Neurogenetics of Drosophila Larva, HHMI Janelia Research Campus
  • 発表場所: HHMI Janelia Research Campus, USA
  • 年月日: 2016-10-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Local feedback on axial propagation in Drosophila larval locomotor circuits. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kohsaka, H., Zwart, M. F., Fushiki, A., Fetter, R. D., Cardona, A., Truman, J. W. and Nose, A.
  • 学会等名: Behavioral Neurogenetics of Drosophila Larva, HHMI Janelia Research Campus
  • 発表場所: HHMI Janelia Research Campus, USA
  • 年月日: 2016-10-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Optogenetic dissection of Drosophila larval locomotion. (2016)
  • 著者名/発表者名: 高坂洋史
  • 学会等名: Developmental Neurobiology Course 2016
  • 発表場所: 沖縄科学技術大学院大学Okinawa In- stitute of Science and Technology
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ショウジョウバエ幼虫の運動パターンダイナミクスに環境温度が与える効果の定量解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 李康秀、能瀬聡直、高坂洋史
  • 学会等名: 第３８回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県・神戸）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] Local feedback is important for the regulation of intersegmental activity propagation during Drosophila larval locomotion (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kohsaka, Maarten F. Zwart, Richard Fetter, Albert Cardona, James W. Truman, Akinao Nose
  • 学会等名: Neurobiology of Drosophila, Cold Spring Harbor meeting
  • 発表場所: Cold Spring Harbor lab（米国）
  • 年月日: 2015-09-29
  • 国際学会
• [学会発表] Connectivity-based analysis of locomotion circuits in Drosophila larvae (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kohsaka, Richard Fetter, Albert Cardona, Akinao Nose
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター（兵庫県・神戸）
  • 年月日: 2015-07-28
• [学会発表] Exploring functional units of motor circuit wiring; simultaneous application of single-cell activity manipulations and multi-cellular activity measurements in vivo. (2014)
  • 著者名/発表者名: Dohjin Miyamoto, Teruyuki Matsunaga, Hiroshi Kohsaka, Akinao Nose
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜）
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] Speed of axial locomotion is regulated by local inhibitory interneurons in Drosophila larvae (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kohsaka, Etsuko Takasu, Akinao Nose
  • 学会等名: Neurofly2014
  • 発表場所: the Conference Centre of the Creta Maris Hotel (Greece)
  • 年月日: 2014-10-05 – 2014-10-09
• [学会発表] Functional dissociation in sugar receptor neurons between and within taste organs of Drosophila (2014)
  • 著者名/発表者名: Thoma Vladimiros, Knapek Stephan, Arai Shogo, Hartl Marion, Kohsaka Hiroshi, Tanimoto Hiromu
  • 学会等名: Neurofly2014
  • 発表場所: the Conference Centre of the Creta Maris Hotel (Greece)
  • 年月日: 2014-10-05 – 2014-10-09
• [学会発表] 運動回路の機能単位配線を探る：一細胞活動操作・多細胞活動測定の生体内同時適用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮本道人、松永光幸、高坂洋史、能瀬聡直
  • 学会等名: 新学術領域研究「メゾスコピック神経回路から探る脳の情報処理基盤」平成26年度第1回領域会議
  • 発表場所: KKR熱海（熱海）
  • 年月日: 2014-09-29 – 2014-09-30
• [学会発表] Statistical analysis of global spontaneous activity of central neurons in Drosophila larvae (2014)
  • 著者名/発表者名: Youngtaek Yoon, Ken Nakae, Hiroshi Kohsaka, Shin Ishii, Akinao Nose
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] ショウジョウバエ幼虫の蠕動運動を制御する神経回路内の 介在神経細胞の同定と機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 板倉由季、高坂洋史、能瀬聡直
  • 学会等名: 第8回 Motor Contro 研究会
  • 発表場所: 筑波大学大学会館・総合交流会館（つくば）
  • 年月日: 2014-08-07 – 2014-08-09
• [学会発表] Speed of axial locomotion is regulated by local inhibitory interneurons in Drosophila larvae (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kohsaka, Etsuko Takasu, Akinao Nose
  • 学会等名: ICN2014
  • 発表場所: Sapporo Convention Center (Sapporo)
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-08-01
• [学会発表] Optogenetic dissection of Drosophila larval locomotion (2014)
  • 著者名/発表者名: 高坂洋史
  • 学会等名: Developmental Neurobiology Course 2014
  • 発表場所: 沖縄科学技術大学院大学（沖縄）
  • 年月日: 2014-07-13
  • 招待講演
• [学会発表] Simultaneous application of optogenetics and Ca2+ imaging revealed a role for motoneuronal activity in motor pattern generation (2014)
  • 著者名/発表者名: Teruyuki Matsunaga, Hiroshi Kohsaka, Akinao Nose
  • 学会等名: JDRC11
  • 発表場所: The Kanazawa Theatre (Kanazawa)
  • 年月日: 2014-06-04 – 2014-06-06
• [図書] Optogenetics in Drosophila (a book chapter in "Optogenetics") (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kohsaka and Akinao Nose
  • 出版者: Springer Verlag Tokyo
• [備考] 東京大学 能瀬研究室 研究内容
  • URL: http://bio.phys.s.u-tokyo.ac.jp/research.html
• [備考] 動物の動く速さをコントロールする。－動物の運動速度を支える神経回路の解明－
  • URL: http://www.k.u-tokyo.ac.jp/info/entry/22_entry340/