Analysis of neurophysiological mechanisms that regulate escape behavior in an environment-dependent manner
| Project/Area Number |
21K06264
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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 44050:Animal physiological chemistry, physiology and behavioral biology-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
碓井 理夫 京都大学, 生命科学研究科, 講師 (10324708)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 侵害逃避行動 / ショウジョウバエ / 環境依存性 / 寄生蜂 / 細胞内発火抑制 / カルシウム依存性カルシウム放出 / 複数感覚情報の統合 / 環境ストレス応答 |
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| Outline of Research at the Start |
動物が天敵の襲撃を臨機応変に回避することは、個体の生存に直結する重要な本能行動である。申請者は、こうした逃避行動を調節する遺伝的・環境依存的な調節機構を明らかにするため、ショウジョウバエ野生型系統群を用いたゲノムワイド関連解析を実施し、これまでにGPIアンカー型タンパク質をコードする遺伝子 belly roll (bero) が逃避行動の迅速性を調節することを発見した。本研究では、bero 発現ニューロンによる環境依存的な行動調節機構と、Bero タンパク質の分子機能とを追究する。得られる知見は、生物の本能行動の環境調節機構に対する理解を深めることが期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
体液浸透圧の変化に応答する中枢ニューロン群の神経活動は、非常に複雑な神経活動パターンを示しており、何らかの細胞内演算に寄与するのではないかと考えられる。こうした観察から、このニューロンは浸透圧ストレスと痛覚入力とを統合する多感覚統合センターであるとの仮説をたてている。これらの解析を進めながら、中枢ニューロンの神経活動を調節するBelly roll (Bero) タンパク質の遺伝学的な同定の経緯と、その機能的な解析とを学術論文としてまとめ、現在、学術誌に投稿中である。現時点では受理されるべく改訂に向けて追加実験をすすめている段階である。今年度は、上記の仮説をさまざまな実験を通して検証を進めていく予定である。具体的には、解剖下でのカルシウムイメージングに加えて、全載標本でのイメージングをおこなう予定である。これにより、浸透圧変動を負荷しながら、複数の中枢ニューロン群の持続性神経活動や痛覚応答をリアルタイムに計測することなどが可能になると期待している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初は浸透圧ストレスによる痛覚応答の制御を明らかにする予定であった。しかし、解析が進むに従って、より多様な調節機構が存在する可能性が浮上してきた。これは予想外ではあるが、当初の計画以上に深みのある研究に発展する可能性があると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画に変更はないが、より包括的に各ニューロン間の入出力関係を調べていく予定である。このため、解剖下でのカルシウムイメージングに加えて、全載標本でのイメージングをおこなう。これにより、浸透圧ストレスを負荷しながら、痛覚応答を計測することなどが可能になると期待している。
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Report
(2 results)
Research Products
(7 results)
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[Presentation] The novel Ly6/α-Neurotoxin family protein, Belly roll, regulates the nociceptive transmission in response to the fluid osmolality2022
Author(s)
Yuma Tsukasa, Kai Li, Misato Kurio, Kaho Maeta, Akimitsu Tsumadori, Shumpei Baba, Risa Nishimura, Koun Onodera, Takako Morimoto, Tadashi Uemura, Tadao Usui
Organizer
第45回日本神経科学大会（NEURO2022）
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[Presentation] The internal state-dependent modulation of the nociceptive transmission2022
Author(s)
Yuma Tsukasa, Kai Li, Misato Kurio, Kaho Maeta, Akimitsu Tsumadori, Shumpei Baba, Risa Nishimura, Koun Onodera, Takako Morimoto, Tadashi Uemura, Tadao Usui
Organizer
第15回日本ショウジョウバエ研究集会
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