Functional analysis of spinal locomotor circuits using embryonic/larval zebrafish preparation.

2010 Fiscal Year Self-evaluation Report

• Project Area: Systems molecular ethology to understand the operating principle of the nervous system
• Project/Area Number: 20115007
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Okazaki Research Facilities, National Institutes of Natural Sciences
• Principal Investigator: HIGASHIJIMA Shin-Ichi National Institutes of Natural Sciences Okazaki Research Facilities, 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 准教授 (80270479)
• Project Period (FY): 2008-11-13 – 2013-03-31
• Keywords: ゼブラフィッシュ / 運動 / 神経回路 / トランスジェニック / 脊髄

Research Abstract

脊椎動物のほとんどの行動は、脊髄内介在神経細胞群が作る神経活動が最終的に運動ニューロンの活動を駆動することによって生じる。しかしながら、その脊髄運動系神経回路の詳細は、特に哺乳動物においてはほとんど分かっていない。本研究では、透明なゼブラフィッシュ幼魚を用い、トランスジェニック技術により特定のクラスの神経細胞を生きたままラベルできる利点をフルに活かして、脊椎動物脊髄運動系神経回路の動作原理解明に向けて取り組んでいく。得られる結果は、ゼブラフィッシュのみならず、脊椎動物全般に通用する概念を与える。本研究課題は、分子生物学、解剖学、イメージング、電気生理学等の広範な知識、技術が必要となるが、申請者はそれらを習得しており、本研究課題を円滑に進めていくことができる。具体的には以下の研究課題を進める。(i)脊髄・後脳運動系神経回路の詳細な解剖学的解析を行う;(ii)介在ニューロンの活動はどの程度運動特異的なのかを問う;(iii)さまざまなクラスの神経細胞の、運動に果たす役割を、チャネルロドプシンやハロロドプシン等の光遺伝学ツールを用いて明らかにする;(iv)運動が生み出される機構のモデリングを進める。

Research Products

• [Journal Article] Mapping a sensory-motor network onto a structural and functional ground plan in the hindbrain. (2011)
  • Author(s): Koyama, M., Kinkhabwala, A., Satou, C., Higashijima, S., Fetcho, J.R.
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci.(USA) 108 Pages: 1170-1175
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A structural and functional ground plan for neurons in the hindbrain of zebrafish. (2011)
  • Author(s): Kinkhabwara, A., Riley, M., Koyama, M., Monen, J., Satou, C., Kimura, Y., Higashijima, S., Fetcho, J.R.
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci.(USA) 108 Pages: 1164-1169
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The habenula is crucial for experience-dependent modification of fear responses in zebrafish. (2010)
  • Author(s): Agetsuma, M., Aizawa, H., Aoki, T., Nakayama, R., Takahoko, M., Goto, M., Sassa, T., Amo, R., Shiraki, T., Kawakami, K., Hosoya, T., Higashijima, S., Okamoto, H.
  • Journal Title: Nature Neuroscience 13 Pages: 1354-1356
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Functional role of a specialized class of spinal commissural inhibitory neurons during fast escapes in zebrafish. (2009)
  • Author(s): Satou, C., Kimura, Y., Kohashi, T., Horikawa, K., Takeda, H., Oda, Y., Higashijima, S.
  • Journal Title: J.Neuroscience 29 Pages: 6780-6793
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] V2a and V2b neurons are generated by the final divisions of pair-producing progenitors in the zebrafish spinal cord. (2008)
  • Author(s): Kimura, Y., Satou, C., Higashijima, S.
  • Journal Title: Development 135 Pages: 3001-3005
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Development and function of spinal locomotor circuits in zebrafish (2009)
  • Author(s): S Higashijima
  • Organizer: 3rd Viktor Hamburger Symposium
  • Place of Presentation: Chicago,USA
  • Year and Date: 20091000
• [Presentation] Development and function of spinal locomotor circuits in zebrafish (2009)
  • Author(s): S Higashijima, C Satou, Y Kimura
  • Organizer: The 32th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • Place of Presentation: Nagoya,Japan
  • Year and Date: 20090900
• [Presentation] Development and function of spinal locomotor circuits in zebrafish (2009)
  • Author(s): S Higashijima, Y Kimura, C Satou
  • Organizer: IUPS2009
  • Place of Presentation: Kyoto Japan
  • Year and Date: 20090700