発声学習臨界期制御に関わる遺伝子群の脳内機能

• Project/Area Number: 20022001
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 和多 和宏 Hokkaido University, 大学院・先端生命科学研究院, 准教授 (70451408)
• Project Period (FY): 2008 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥4,000,000 (Direct Cost: ¥4,000,000); Fiscal Year 2009: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 2008: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
• Keywords: 発声学習 / 学習臨界期 / 遺伝子発現 / 発声行動 / 神経可塑性 / 動物行動 / 時系列配列 / ソングバード / 個体差

Research Abstract

本研究の目的は音声発声学習の臨界期制御に関わる遺伝子群を明らかにし、その脳内機能を実験的に検証していく手立てを確立することにある。音声発声学習では「声を出す」という自発的行動が、脳内分子レベルにおいても重要な意味をもつと考え、これまでに鳴禽類ソングバードの発声行動により発現誘導される40にも上る遺伝子群の網羅的な同定してきた。昨年度においては、さらに[発声行動依存性]+[神経回路特異性]+[学習臨界期間限定性]を兼ね備えた遺伝子群が存在することを明らかにし、ソングバード脳内神経核で、各々の脳部位特異的に多段階発現(時空間)制御を受けた発現制御を同定してきた。これを受け今年度は、[発声行動依存性]+[神経回路特異性]+[学習臨界期間限定性]を兼ね備えた遺伝子群の脳内機能を見るべくレンチウイルスを用いた脳内遺伝子発現系の実験を開始している。また同時に、特に神経細胞特異的に発現誘導することを目指した改良を試みている。またさらに、音声発声学習途上における音素配列の時系列構造を獲得、生成していく過程を数値化していく解析法も開発している。
以上のように、脳内遺伝子群の発達段階・環境に即した多段階発現(時空間)制御を受けた発現制御に着目し、鳴禽類ソングバードを動物モデルとして用い、感覚運動学習の臨界(適応)期制御に関わる神経分子基盤を明らかにすべく研究を進めている。

Research Products

• [Journal Article] Dopamine receptors in a songbird brain (2010)
  • Author(s): Kubikova L, Wada K, Jarvis ED.
  • Journal Title: Journal of Comparative Neurology 518 Pages: 741-769
  • NAID: 120002317144
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Variable food begging calls are harbingers of vocal learning (2009)
  • Author(s): Liu WC, Wada K, Nottebohm F.
  • Journal Title: PLoS ONE. 16
  • NAID: 120002414855
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular Mapping of Movement-Assodiated Areas in the Avian Brai n : A Motor Theory for Vocal Learning Origin (2008)
  • Author(s): Feenders G, Liedvogel M , Riv as M , Zapka M, Horita H, Hara E, Wada K, Mouritsen H, & Jarvis ED
  • Journal Title: PLoS ONE 3
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Early onset of deafning-induced song deterioration and differential requirements of the pallial-basal ganglia vocal pathway (2008)
  • Author(s): Horita H, Wada K, & Jarvis E D
  • Journal Title: European Journal of Neuroscience 28 Pages: 2519-2532
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Auditory deprivation affects gene expression in vocal related pathway in songbird (2009)
  • Author(s): 森千紘・和多和宏
  • Organizer: 日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2009-12-11
• [Presentation] Multiple regulation of Egr family expression for vocal learning in songbird (2009)
  • Author(s): 今井礼夢・和多和宏
  • Organizer: 日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2009-12-11
• [Presentation] Immediate Early Gene dusp1 is Regulated by Natural Behavior in the Primary Sensory Areas and Vocal Areas of Birds (2009)
  • Author(s): 堀田悠人・Erich D Jarvis・岡浩太郎・和多和宏
  • Organizer: 日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2009-12-11
• [Presentation] キンカチョウ歌生成へRA神経細胞自発発火の及ぼす影響 (2009)
  • Author(s): 安島綾子・今井礼夢・森千紘・和多和宏・Neal A.Hessler
  • Organizer: 日本神経科学会大会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2009-09-18
• [Presentation] 聴覚剥奪した小鳥の囀り発達変化 (2008)
  • Author(s): 森千紘、和多和宏
  • Organizer: 日本動物行動学会
  • Place of Presentation: 金沢
  • Year and Date: 2008-09-26
• [Presentation] 小鳥の囀り学習における種特異的拘束 (2008)
  • Author(s): 今井礼夢, 和多和宏
  • Organizer: 日本動物行動学会
  • Place of Presentation: 金沢
  • Year and Date: 2008-09-25
• [Presentation] 発声行動依存的に誘導される遺伝子発現ダイナミクス (2008)
  • Author(s): 和多和宏
  • Organizer: 日本遺伝学会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2008-09-04