Elucidation of relationship between swimming movement and Ca2+ oscillation in the motor ganglion of developing ascidian embryo
| Project/Area Number |
19J21665
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 44020:Developmental biology-related
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
赤星 太一 慶應義塾大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | カルシウム振動 / 運動ニューロン / 自発運動 / カタユウレイボヤ / CPG / 発生 / 細胞単離 / 神経発生 / 細胞系譜 / 膜電位測定 / 自発的な運動行動 / 脊索動物 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では遊泳という広い生物種でみられる運動がどのように生じるかを神経発生学的に明らかにする。我々人を含む脊索動物門のモデル生物で、神経系の観察に適したカタユウレイボヤを用い、これまでの研究より遊泳の制御に関わると推察されるCa2+振動をする運動ニューロンについて、細胞系譜同定、振動を生じる機構の検証、交互な尾の運動に必要と考えられる抑制性介在ニューロンACINとの関係の検証などを通して、発生過程において神経系がどのように活動して、遊泳運動が可能となるのかを明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では個体サイズが小さく発生観察に適したカタユウレイボヤを用いて尾芽胚期に見られるCa2+振動をする細胞と遊泳運動との関係を明らかにすることを目的としている。前年度までの結果から、Ca2+振動をする細胞は1対の運動神経細胞（MN2）であり、MN2は遊泳前の自発運動を引き起こすことを明らかにした。MN2は交互の運動(遊泳運動)を引き起こす神経回路(中枢パターン生成器、CPG)の一部であることから、CPGの発生中の活動を見ることができていると考えられ、これらの結果を論文誌に発表することを本年度の目的とした。論文投稿を進める中、Science誌に査読され、その結果、修正をしたうえでScience Advances誌に投稿することを勧められた。査読の結果、本文の大幅な修正と、実験ではMN2と筋肉が観察をしている時期に神経筋接合部(NMJ)を形成しているか、またMN2の活動のみで筋肉収縮は見られるか(MN2の必要十分性)の検証を求められた。本文の修正ではホヤ幼生期のコネクトームと比較をしてMN2が後期でも、遊泳運動回路の中で主要な役割を果たすことを述べた。また実験ではαブンガロトキシンやnAChRサブユニットを用いて神経筋接合部を可視化したり、チャネルロドプシンを用いてMN2の刺激によって筋肉収縮が生じることを観察して、MN2がNMJを形成しており、筋肉収縮に必要十分であることを示唆した。これらの結果を踏まえて再度、論文を投稿したところ、論文が受理された。またこれらの成果は新学術領域研究「シンギュラリティ生物学」第6回領域会議にてポスター発表した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(6 results)
