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蛍光イメージングによる嗅覚系の機能的神経配線図の解読と再構築

Publicly Offered Research

Project AreaMutli-dimensional fluorescence live imaging of cellular function and molecular activity
Project/Area Number 25113724
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionThe Institute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

宮坂 信彦  独立行政法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 副チームリーダー (70332335)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥10,530,000 (Direct Cost: ¥8,100,000、Indirect Cost: ¥2,430,000)
Fiscal Year 2014: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2013: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Keywords嗅覚 / 神経回路 / 脳 / 行動 / 遺伝子工学 / 蛍光タンパク質 / 可視化 / 国際情報交換
Outline of Annual Research Achievements

研究代表者らのこれまでの解析から、匂い情報処理の一次中枢(嗅球)から高次中枢へと至る神経回路について、その解剖学的な神経接続様式が明らかとなっている。しかしながら、個々の神経回路素子が担当する匂いの種類や出力行動など、機能的な神経配線図はほとんど解明されていない。本研究では、これまでに確立した「ゼブラフィッシュにおける遺伝子工学的単一ニューロン可視化技術」をさらに発展させ、嗅覚系の機能的神経配線図の解読にアプローチした。
感覚刺激および誘起される行動にともなって活性化する神経回路素子の可視化を目的として、immediate early gene(IEG)プロモーターの制御下に、蛍光タンパク質とCreERを同時発現するトランスジェニック系統の樹立を行った。このシステムでは、エストロゲン誘導体の種類や濃度を調節することによって、CreERが機能できるタイムウィンドウを限定し、特定の行動とリンクした神経回路素子を抽出して可視化することが可能となる。まず、IEGとして一般的に利用されているc-fos遺伝子を用いてBACトランスジーンを作製し、ゼブラフィッシュの一過性発現系を用いて神経活動依存的な転写誘導能を検討した。しかしながら、神経活動依存的な蛍光タンパク質の発現誘導は確認できなかった。そこで、最近、神経活動とリンクした発現が報告されているnpas4遺伝子を利用して、同様にBACトランスジーンを作製した。一過性発現系を用いた解析の結果、BAC-npas4トランスジーンは神経活動依存的な転写誘導スイッチとして機能することが明らかとなった。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Olfactory projectome in the zebrafish forebrain revealed by genetic single-neuron labelling2014

    • Author(s)
      Nobuhiko Miyasaka, Ignacio Arganda-Carreras, Noriko Wakisaka, Miwa Masuda, Uygar Sumbul, H. Sebastian Seung, Yoshihiro Yoshihara
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 5 Issue: 1 Pages: 3639-3639

    • DOI

      10.1038/ncomms4639

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Genetic visualization of neurons at single-cell resolution reveals a comprehensive axon projection map of the secondary olfactory pathway in zebrafish2015

    • Author(s)
      Nobuhiko Miyasaka, Ignacio Arganda-Carreras, Noriko Wakisaka, Miwa Masuda, Uygar Sumbul, H. Sebastian Seung, Yoshihiro Yoshihara
    • Organizer
      「細胞機能と分子活性の多次元蛍光生体イメージング」国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館 京都市
    • Year and Date
      2015-01-26 – 2015-01-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Olfactory projectome in the zebrafish forebrain revealed by genetic single-neuron labeling

    • Author(s)
      Nobuhiko Miyasaka
    • Organizer
      Workshop on Sensory Systems
    • Place of Presentation
      東京工業大学 横浜市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Olfactory projectome in the zebrafish forebrain revealed by genetic single-neuron labeling

    • Author(s)
      Nobuhiko Miyasaka, Yoshihiro Yoshihara
    • Organizer
      The 2nd "International Institute for Advanced Studies" Conference of Novel Developments of Life and Biological Systems Based on Genome Engineering and Imaging Science
    • Place of Presentation
      国際高等研究所 京都府
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Book] Immunocytochemistry and Related Techniques (Neuromethods Vol. 101), Chapter 4: Genetic Mosaic Labeling and Immunofluorescence Techniques in Zebrafish Brain.2015

    • Author(s)
      Nobuhiko Miyasaka, Noriko Wakisaka, Yoshihiro Yoshihara
    • Publisher
      Springer
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 嗅覚神経回路の精緻な配線図の解読に成功

    • URL

      http://www.riken.jp/pr/press/2014/20140409_1/

    • Related Report
      2013 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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