| Project/Area Number |
21K06246
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 44040:Morphology and anatomical structure-related
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松田 恒平 富山大学, 学術研究部理学系, 教授 (60222303)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | PACAP / ゼブラフィッシュ / 行動生理学 / ゲノム編集 / 行動解析 / 記憶学習 / 社会性行動 / in situ hybridization / 神経活性化マーカー / 行動 / オプトジェネティクス |
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| Outline of Research at the Start |
脊椎動物に共通した生得的な行動は魚類において既に獲得していたと考えられている。そこで本研究では、脊椎動物に共通した行動制御システムを解明することを目的として、ゼブラフィッシュを用いて脊椎動物の進化の過程で高度に保存されている神経ペプチドである下垂体アデニル酸シクラーゼ活性化ポリペプチド（PACAP）およびPACAP受容体の機能を解析する。従来のリガンド投与後の行動変化を観察する実験手法をベースに、光活性化タンパク質を導入したノックイン（KI）系統を作出して、実験を発展させる。さらに、RNAシークエンシング等により、PACAPに関連した遺伝子群やシグナル伝達経路を同定する。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we analyzed central nervous system functions using PACAP or PAC1-R gene knockout zebrafish generated originally. Behavioral assays revealed that PACAP2 facilitates social behavior, while PACAP1 plays a promotive role in short-term learning and memory. The brain distribution of PAC1-R mRNA and brain regions activated following PACAP administration supported these behavioral findings. These results suggest that the duplicated PACAPs may have undergone teleost-specific functional divergence, particularly within the telencephalic regions, to mediate distinct central nervous system functions.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では真骨魚類独自のゲノム重複により重複化したPACAPの中枢機能が、特に終脳領域で差異が生じている可能性を示した。PACAPは進化の過程で遺伝子重複やエキソン重複を繰り返しながら、哺乳類におけるセクレチンやグルカゴンなどの10以上の生理活性ペプチド遺伝子は1つのPACAP型祖先遺伝子から分子進化してきたと推察されている。しかし、これら重複化した生理活性ペプチド遺伝子が、どのような過程を経て異なる遺伝子に進化したのかは依然として不明な点が多い。本研究結果は、多くの神経ペプチド遺伝子に分子進化してきたPACAP/PAC1-R遺伝子の分子進化過程の解明に寄与する。
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