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脊椎動物四肢リズム運動形成機構のプロトタイプの解析

Publicly Offered Research

Project AreaMesoscopic neurocircuitry: towards understanding of the functional and structural basis of brain information processing
Project/Area Number 25115735
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 InstitutionOkazaki Research Facilities, National Institutes of Natural Sciences

Principal Investigator

東島 眞一  大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 准教授 (80270479)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2014: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2013: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Keywordsリズム運動 / 脊髄 / 四肢 / ゼブラフィッシュ / 運動 / 神経回路 / トランスジェニック
Outline of Annual Research Achievements

仮想遊泳中には、(i) 外転筋運動ニューロン、(ii) 体幹運動ニューロン、(iii) 内転筋運動ニューロンの順に、リズミックに活動することが分かった。この胸びれ運動ニューロンの神経活動がどのようなシナプス入力を受けて作り上げられるかを調べるため、外転筋運動ニューロン、内転筋運動ニューロンの膜電位固定法による全細胞記録を行った。その結果、双方とも、それらの細胞が発火するフェーズにリズミックな興奮性入力を受けており、それ以外のフェーズでは、抑制性の入力を受けていることが明らかとなった。すなわち、リズミックに興奮性入力と抑制性入力が交互にが入ることが、胸びれ運動ニューロンのリズミックな神経活動の主たる原因と考えられる。
この運動ニューロンへシナプス入力を与える介在ニューロンを明らかにするため、さまざまなクラスの介在ニューロンから電気生理学記録を行った。その結果、転写因子、En1, Chx10, Gata3, Evx1, Dmrt3を発現する神経細胞が、胸びれリズム運動の際にリズミックに発火活動することが明らかとなった。現在、光遺伝学手法と電気生理学手法を組み合わせることにより、介在ニューロンと運動ニューロンとのシナプス結合様式を調べている。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27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

    (4 results)

All 2014 2013

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (1 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Efficient generation of knock-in transgenic zebrafish carrying reporter/driver genes by CRISPR/Cas9-mediated genome engineering2014

    • Author(s)
      Kimura, Y., Hisano, Y., Kawahara, A., and Higashijima, S.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 4 Issue: 1 Pages: 6545-6545

    • DOI

      10.1038/srep06545

    • Related Report
      2014 Annual Research Report 2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Transgenic tools to characterize neuronal properties of discrete populations of zebrafish neurons2013

    • Author(s)
      Satou, C., Kimura, Y., Hirata, H., Suster, M.L, Kawakami, K., and Higashijima, S.
    • Journal Title

      Development

      Volume: 140 Issue: 18 Pages: 3927-3931

    • DOI

      10.1242/dev.099531

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hindbrain V2a neurons in the excitation of spinal locomotor circuits during zebrafish swimming2013

    • Author(s)
      Kimura, Y., Satou, C., Fujioka, S., Shoji, W., Umeda, K., Ishizuka, T., Yawo, H., and Higashijima, S.
    • Journal Title

      Current Biology

      Volume: 23 Issue: 10 Pages: 843-849

    • DOI

      10.1016/j.cub.2013.03.066

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Functional analysis of locomotor circuits in the spinal cord and brainstem in zebrafish2014

    • Author(s)
      Higashijima, S.
    • Organizer
      International Society for Neuroethology
    • Place of Presentation
      北海道、札幌、札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2014-07-30
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2013-05-15   Modified: 2018-03-28  

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