| Project/Area Number |
22K06321
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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 | Aoyama Gakuin University (2023)
Osaka Metropolitan University (2022) |
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Principal Investigator |
和田 清二 青山学院大学, 理工学部, 助教 (90747320)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | オプシン / 松果体 / ゼブラフィッシュ |
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| Outline of Research at the Start |
円口類や魚類などは、第三の眼とも呼ばれる光感受性の松果体を有し、眼と同様に神経性の光応答を示すことが知られている。一般的に、松果体の光応答は、光の波長に依存しない“非感色性応答”と、光の波長（“色”）に依存し拮抗応答を示す“感色性応答”に二種類に分類され、これらの応答がどのような生理学的意義をもたらすのかは明らかとなっていない。本研究計画では、複数の光受容タンパク質が松果体の多次元的な光感受性をもたらすという仮説のもと、in vivo カルシウムイメージングや神経行動学的解析により、松果体光受容の意義を検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は松果体の光受容細胞に発現するオプシンのほとんどを欠損させた6-null（6n）系統と野生型を交配し、6-half(6h)系統を作製した。さらに、6nと6hの交配から、1種のオプシンのみをヘテロでもつ1-half/5-null（1h5n）系統の作製を試みた。うち3種について、系統作製済みである。LWS-opsin1/2を破壊したアレルは同一染色体上で遺伝子間の距離が極めて近いため、組み換えが起こる確率が極めて低く、1つの遺伝子として扱うことにした（LWSについては2h4n）。残りの1種の作製は引き続き行う予定であるが、これもLWSと同一染色体上に存在するため、同ストラテジーでは作製が難航している。作製された1h5n (LWS1/2は2h4n)はTg(HuC:GCaMP6s)をバックグラウンドに作製し、松果体や脳のカルシウムイメージングに使用可能である。4種の1h5n（2h4n）と6nの交配により、親と同様の遺伝子型が1:1の比率で出現する仔魚の集団からランダムに個体をピックアップし、松果体の神経節細胞のカルシウムイメージングを行った。すなわち、松果体のさまざまなオプシン由来の応答の混在によるノイズを低減し、限りなくシンプルにターゲットとなる松果体オプシンの光応答を観察した。シングルKOで表現型が見られる3種類は再現性のある光応答を示した。一方、シングルKOで表現型が見られない1種については、現在のところ表現型ははっきりとせず、今後さらなる解析を要する。具体的には松果体自身の蛍光イメージングによるバックグラウンドのなかで、光応答が飽和し表現型が不明瞭になる可能性が第一に考えられるので、松果体に直接蛍光のための励起をせずに、松果体光応答が伝達される中脳の一部のイメージングを行う予定にしている。
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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
本年度は、行動解析についてはほとんど未着手であるものの、順調に松果体オプシンKOの組み合わせ研究を実施することができた。松果体神経節細胞のイメージングはほぼ終了し、データ解析も滞りなく進んでいる。行動解析は来年度の課題である。以上のことから、概ね順調に進展していると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
作製が完了した、あるいは作製予定の多重変異体系統を用いた、中脳のカルシウムイメージングと行動解析を実施する。また、松果体の神経節細胞に発現が確認されているオプシンについてもKOし、7-null系統の作製も進め、同イメージングを行う。
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