情動伝染に関わる遺伝子の同定とその進化的役割の解析

• Project Area: Empathic system
• Project/Area Number: 16H01491
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: National Institute of Genetics
• Principal Investigator: 小出 剛 国立遺伝学研究所, 遺伝形質研究系, 准教授 (20221955)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥10,790,000 (Direct Cost: ¥8,300,000、Indirect Cost: ¥2,490,000); Fiscal Year 2017: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2016: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: マウス / 野生系統 / 恐怖刺激 / 遺伝子マッピング / コンソミック系統 / MSM / 情動伝染 / 遺伝子座 / 遺伝学 / 情動性 / ゲノム編集 / 進化 / 量的形質

Outline of Annual Research Achievements

共感性は社会的生活を営む動物が生活していくうえで、他者と感情を共有して協調的な集団を形成するうえで重要な行動要素である。これまでに、ヒトの共感性と進化的につながると考えられる「情動伝染」がマウスで報告されてきている。たとえば、ケージ内に入れられたマウスが恐怖刺激を受けることにより、隣接するケージにいる恐怖刺激を受けていないマウスも、すくみ行動などの情動反応を示す。
我々は、この情動伝染について系統差が存在するか調べた。その結果、実験用マウス系統であるC57BL/6J (以下B6)よりも、野生由来系統であるMSM系統の方が、隣のマウスの恐怖刺激に対して、より強い情動伝染を受けることを見出した。この情動伝染がどのような刺激をもとに生じているか明らかにすることを目的として、刺激提示個体が恐怖刺激を受けている際の映像と音声を、その際の尿と共に提示すると、弱いながらも顕著な情動伝染を示すことを明らかにした。この結果は、刺激を個別に提示することで、情動伝染に関わる刺激情報の解明につながると期待された。そこで、刺激を個別に提示する実験を行った。映像、音声、匂いの刺激を個別に提示したところ、マウスは匂いと視覚刺激をもとに情動伝染を示すことが明らかになった。
また、MSMとB6の情動伝染の違いに関わる遺伝子探索を行うことを目的として、遺伝子マッピングに有用なマウスリソースであるコンソミック系統を用いて情動伝染の系統差に関わる遺伝子座の特定を目指した解析を進めた。その結果、複数のコンソミック系統で情動伝染が確認された。コンソミック系統は同一系統の個体を繰り返し解析することが可能なため、これらの情動伝染の違いを示す系統について、さらなる遺伝子マッピングが可能になる。将来的には遺伝子同定を目指した解析に結び付けたいと考えている。

Research Progress Status

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Hierarchy in the home cage affects behaviour and gene expression in group-housed C57BL/6 male mice. (2017)
  • Author(s): Horii Y, Nagasawa T, Sakakibara H, Takahashi A, Tanave A, Matsumoto Y, Nagayama H, Yoshimi K, Yasuda MT, Shimoi K, Koide T.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 7 Issue: 1 Pages: 6991-6991
  • DOI: 10.1038/s41598-017-07233-5
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Selective breeding and selection mapping using a novel wild-derived heterogeneous stock of mice revealed two closely-linked loci for tameness. (2017)
  • Author(s): Matsumoto, Y., Goto, T., Nishino, J., Nakaoka, H., Tanave, A., Takano-Shimizu, T., Mott, R. F., and Koide, T.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 7 Issue: 1 Pages: 4607-4607
  • DOI: 10.1038/s41598-017-04869-1
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Pup exposure facilitates retrieving behavior via the oxytocin neural system in female mice (2017)
  • Author(s): Okabe, S., Tsuneoka, Y., Takahashi, A., Ooyama, R., Watarai, A., Maeda, S., Honda, Y., Nagasawa, M., Mogi, K., Nishimori, K., Kuroda, M., Koide, T., Kikusui, T.
  • Journal Title: Psychoneuroendocrinology Volume: 79 Pages: 20-30
  • DOI: 10.1016/j.psyneuen.2017.01.036
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Caspr3-Deficient Mice Exhibit Low Motor Learning during the Early Phase of the Accelerated Rotarod Task. (2016)
  • Author(s): Hirata H, Takahashi A, Shimoda Y, Koide T.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 11 Issue: 1 Pages: e0147887-e0147887
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0147887
  • NAID: 120007129617
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Cell adhesion molecule Caspr3 is expressed in the mouse basal ganglia during early postnatal stages. (2016)
  • Author(s): Hirata, H., Umemori, J., Yoshioka, H., Koide, T., Watanabe, K., Shimoda, Y.
  • Journal Title: Journal of Neuroscience Research Volume: 94 Issue: 1 Pages: 74-89
  • DOI: 10.1002/jnr.23670
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ヒトになつくマウスの行動・生理・神経および遺伝的基盤 (2018)
  • Author(s): 小出剛
  • Organizer: 第95回日本生理学会大会
  • Invited
• [Presentation] 選択交配マウスを用いて明らかにする動物家畜化の遺伝的基盤 (2018)
  • Author(s): 小出剛
  • Organizer: 日本畜産学会第124回大会
  • Invited
• [Presentation] マウスの能動的従順性（人に対する接触行動）に関わる行動特性および神経基盤の解析 (2017)
  • Author(s): 永山博通、松本悠貴、小出剛
  • Organizer: 第77回日本動物心理学会
• [Presentation] 野生由来マウス集団の選択交配による高度な従順化とその関連遺伝子座解析 (2017)
  • Author(s): 小出剛、永山博通、後藤達彦、松本悠貴
  • Organizer: 第77回日本動物心理学会
• [Presentation] PACAP遺伝子改変マウスにおける情動行動および恐怖記憶学習の解析 (2017)
  • Author(s): 田邉彰、小出剛
  • Organizer: 第47回日本神経精神薬理学会
• [Presentation] Behavioral analysis of fear in PACAP over-expression mice (2017)
  • Author(s): Tanave A, Koide T
  • Organizer: 第40回日本神経科学大会
• [Presentation] Neurobehavioral study for relationship between sociability and tameness in domesticated mice (2017)
  • Author(s): Nagayama H, Matsumoto Y, Koide T
  • Organizer: 第40回日本神経科学大会
• [Presentation] 長鎖一本鎖DNAを用いたリピート配列改変マウスの作製 (2017)
  • Author(s): 吉見一人、田邉彰、今井悠二、二瓶基子、小出剛
  • Organizer: 第64回日本実験動物学会総会
• [Presentation] RNA-seqを用いたマウスの従順性に関わる遺伝的基盤の解明 (2017)
  • Author(s): 松本悠貴、中岡博史、永山博通、小出剛
  • Organizer: 第64回日本実験動物学会総会
• [Presentation] Symposium “動物とヒトの繋がりに関わる行動および遺伝のメカニズム” (2016)
  • Author(s): 小出剛
  • Organizer: 2016年度 遺伝研 行動遺伝学研究会「個体の繋がりの分子進化研究」
  • Place of Presentation: Mishima, Japan
  • Year and Date: 2016-10-13
• [Presentation] Oral “野生由来マウスの活用術” (2016)
  • Author(s): 小出剛
  • Organizer: 第25回 日本行動神経内分泌研究会
  • Place of Presentation: Atami, Japan
  • Year and Date: 2016-09-13
• [Presentation] Oral “長鎖一本鎖オリゴを用いたノックイン動物作製法の開発” (2016)
  • Author(s): 吉見一人、今井悠二、田邉彰、真下知士、小出剛
  • Organizer: The 88th Annual Meeting of the Genetics Society of Japan
  • Place of Presentation: Mishima, Japan
  • Year and Date: 2016-09-07
• [Presentation] Oral “Selection mappingおよび関連解析によるマウス従順性関連遺伝領域の同定” (2016)
  • Author(s): 松本悠貴、西野譲、中岡博史、後藤達彦、小出剛
  • Organizer: The 88th Annual Meeting of the Genetics Society of Japan
  • Place of Presentation: Mishima, Japan
  • Year and Date: 2016-09-07
• [Presentation] Oral “Expression diversity and genetic variation of pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide (PACAP) gene in mouse” (2016)
  • Author(s): Tanave, A., Koide T.
  • Organizer: The 39th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • Place of Presentation: Yokohama, Japan
  • Year and Date: 2016-07-20
• [Presentation] Poster “Behavioral and neurological bases of tameness in selection groups of wild-derived heterogeneous stock” (2016)
  • Author(s): Nagayama, H., Matsumoto, Y., Goto, T., Koide T.
  • Organizer: The 39th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • Place of Presentation: Yokohama, Japan
  • Year and Date: 2016-07-20
• [Presentation] Poster “Genetic variation and expression diversity of pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide (PACAP) gene in mouse” (2016)
  • Author(s): Koide T., Tanave A.
  • Organizer: 30th CINP World Congress of Neuropsychopharmacology
  • Place of Presentation: Seoul, Korea
  • Year and Date: 2016-07-03
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Poster “High expression of PACAP gene and the molecular mechanism found in wild-mouse strain showing elevated anxiety-like behavior” (2016)
  • Author(s): Tanave A., Koide T., Sumiyama, K., Takahashi, A.
  • Organizer: 30th CINP World Congress of Neuropsychopharmacology
  • Place of Presentation: Seoul, Korea
  • Year and Date: 2016-07-03
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Hunting genetic factors associated with high anxiety-like behavior in wild mouse strain. (2016)
  • Author(s): Koide T.
  • Organizer: Symposium “神経精神薬理学のホットトピックス：情動を根源から捉えなおす”
  • Place of Presentation: Seoul, Korea
  • Year and Date: 2016-07-02
  • Invited
• [Presentation] Oral “野生由来マウスヘテロジニアスストックの選択交配によりみられる従順性の解析” (2016)
  • Author(s): 永山博通、松本悠貴、後藤達彦、小出剛
  • Organizer: The 63rd Annual Meeting of Japanese Association for Animal Science
  • Place of Presentation: Kawasaki, Japan
  • Year and Date: 2016-05-18
• [Presentation] Oral “野生ハツカネズミの下垂体アデニル酸シクラーゼ活性化ポリペプチド(PACA)遺伝子における正の自然選択” (2016)
  • Author(s): 田邉彰、小出剛
  • Organizer: The 63rd Annual Meeting of Japanese Association for Animal Science
  • Place of Presentation: Kawasaki, Japan
  • Year and Date: 2016-05-18
• [Presentation] Oral “マウスの従順性行動に関わる遺伝子座とイヌの家畜化との関連” (2016)
  • Author(s): 松本悠貴、西野譲、後藤達彦、小出剛
  • Organizer: The 63rd Annual Meeting of Japanese Association for Animal Science
  • Place of Presentation: Kawasaki, Japan
  • Year and Date: 2016-05-18
• [Presentation] Oral “マウス・ラットにおける長鎖一本鎖オリゴを用いた効率的なノックイン” (2016)
  • Author(s): 吉見一人、今井悠二、田邉彰、真下知士、小出剛
  • Organizer: The 63rd Annual Meeting of Japanese Association for Animal Science
  • Place of Presentation: Kawasaki, Japan
  • Year and Date: 2016-05-18
• [Book] マウス表現型解析スタンダード (2016)
  • Author(s): 吉見一人、小出剛 編集 伊川正人、高橋智、若菜茂晴
  • Total Pages: 345
  • Publisher: 羊土社