新規シナプス可視化システムを用いたショウジョウバエの意思決定神経回路網の探索

• Project/Area Number: 26430001
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Neurophysiology / General neuroscience
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 鳥羽 岳太 東北大学, 生命科学研究科, 助教 (40599669)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2016: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2015: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2014: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 行動神経科学 / 神経回路網 / キイロショウジョウバエ

Outline of Annual Research Achievements

動物が特定の行動を起こす意思決定は中枢神経系内で具体的にどう実現されているのか？この問いにアプローチするため、本研究では申請者が新規に開発中のシナプス可視化システムを用い、キイロショウジョウバエ雄の脳内で、求愛行動の引き金を引くP1ニューロンに接続するニューロン群を網羅的に同定することにより、求愛行動開始の意思決定の場となる神経回路網をニューロンレベルで解剖学的に同定することを目的としている。
研究代表者は、二つに分割された緑色蛍光タンパク質（spGFP）の再構成による蛍光を指標としてシナプス接続を可視化するGRASP技術を利用した新規システムを開発中である。GRASPでは、二つのspGFPを、どちらも膜結合タンパク質として、それぞれ異なったニューロンに発現させる。それらニューロン同士がシナプスを形成していると、シナプスにおいて再構成されたGFPの蛍光が観察される。
研究代表者は、GRASPの膜結合型spGFPにエピトープタグを付加し、シナプス可視化と同時にニューロンの形態を可視化する改良を行った。さらに、それぞれのspGFPをトランスジーン内の部位特異的組換えにより相互排他的に発現させるシステムを導入した。P1ニューロンに接続するニューロン群を同定するため、このシステムを用い、P1を含むfruitless遺伝子発現ニューロン間のシナプス接続を探索するスクリーニングを行い、いくつかの接続を検出した。今後、スクリーニングの規模を拡大しつつ継続し、神経回路網を同定する研究計画であったが、予定研究期間の初期に研究代表者が転職により科研費応募資格を喪失したため、研究は中途で廃止された。