| Project/Area Number |
21K06265
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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 | Nara Women's University |
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Principal Investigator |
山下 絵美 (川野絵美) 奈良女子大学, 自然科学系, 准教授 (80804583)
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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 |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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 | 光受容 / ロドプシン / 非視覚 |
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| Outline of Research at the Start |
無顎類ヤツメウナギ脳から、非視覚光受容タンパク質（bPPL）遺伝子を単離し、それが中脳のシェーバーのM5核と呼ばれる神経核に局在することを見出した。このシェーバーのM5核は、脳から網膜へ直接神経投射する遠心性ニューロン（向網膜系ニューロン）で構成されており、脳で受容した光情報が網膜へと伝達されることが示唆された。そこで、本研究では、「脳内で受容した光情報を眼で利用する」という新しい光受容の可能性について検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、無顎類ヤツメウナギ脳から、新規の光受容タンパク質（bPPL）遺伝子を単離した。光受容タンパク質bPPLの詳細な解析を行い、それが青色光感受性の光受容タンパク質であり、中脳のシェーバーのM5核と呼ばれる、網膜に直接神経投射する遠心性神経（向網膜系ニューロン）で構成される神経核に局在することを発見した。そこで本研究では、ヤツメウナギ中脳シェーバーのM5核に存在する新規脳深部光受容器官が、どのような光情報を、網膜のどの細胞に伝達し、どのような生理機能の調節に関わるのかを調べることで、「脳内で受容した光情報を眼で利用する」という新しい光受容機能の可能性について検討する。本年度は、昨年度の予備調査の結果を受けて、ヤツメウナギの遊泳行動と光照射に関する行動解析を試みた。様々な環境条件を組み合わせて光照射の影響を観察したところ、非視覚の光受容が遊泳行動誘発に関わる可能性を見いだし、新規の脳内光受容器官が担う生理機能を考える上で有用な知見を得た。さらに、向網膜系ニューロンでの光受容が、他の脊椎動物でも共通する機能であるのかを考えるために、向網膜系ニューロンが比較的発達していると予想される硬骨魚類ミドリフグを用いて組織学的解析を行った。硬骨魚類の向網膜系ニューロンは種によって多様化しているので、ミドリフグにおけるヤツメウナギM5核に相当する細胞群の同定を試みた。詳細な組織学的解析を行った結果、M5核と組織学的特徴が類似する細胞で構成される神経核を特定した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の解析で、非視覚の光受容がヤツメウナギの遊泳行動の誘発に関わる可能性を見いだした。これは、脳内光受容器官が制御する機能を特定するために重要な知見であり、一定の進展があったと考えられた。また、硬骨魚類ミドリフグにおけるヤツメウナギM5核に相当する細胞群の同定に成功した。向網膜系ニューロンは、脊椎動物全般で存在が確認されているが、それらの光受容機能の共通性や多様性を理解するために、今回得られた結果は重要な知見となると考えられる。そこで、本年度の研究はおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
硬骨魚類の向網膜系ニューロンが脳内光受容に関与するのかに着目して、組織学的解析などを研究計画にそって実施する。また、ヤツメウナギの光に影響を受ける遊泳行動がM５核、もしくは、他の光受容器官からの情報をもとに制御されているのかを同定するためのさらなる解析を行う。加えて、M5核細胞の神経伝達物質の同定や光受容機能の特徴を調べるための生理学実験、組織学実験についても引き続き行う。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
