突然変異魚の視覚性刺激応答行動の定量化によるスクリーニングと責任遺伝子の同定

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16651099
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 村本 健一郎 金沢大学, 自然科学研究科, 教授 (70042835)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加藤 聖 金沢大学, 医学系研究科, 教授 (10019614) ; 久保 守 金沢大学, 自然科学研究科, 助手 (90249772) ; 山田 洋一 金沢大学, 自然科学研究科, 助手 (30377402)
• Keywords: 視神経再生 / 画像処理 / ゼブラフィッシュ / 追尾行動 / 視覚回復 / 遺伝子変異魚 / 行動異常

Research Abstract

哺乳類では、視神経などの中枢神経系を切断するとその再生が不可能であるが、魚類ではこれが可能である。そこで人工的な哺乳類の中枢神経再生を目指して、近年魚類をモデルとした中枢神経再生のメカニズムを明らかにしようとする研究が盛んに行われている。本研究では「遺伝子変異魚の行動異常を検出するシステム構築」のモデル実験を目的として、中枢神経系の中でも特に視神経に着目した魚類の中枢神経再生過程の定量的な評価方法の確立を行った。
視神経の再生過程の評価はこれまでは形態学的なものが大部分を占めており、視覚が回復したか否かという機能回復の面からの評価方法は不十分であった。そこで水槽周囲の縞模様を回転させ、それをゼブラフィッシュが追尾する様子を水槽上部からビデオカメラで撮影する観測装置を独自に構築した。そしてその縞模様はパソコン制御のステッピングモータにより回転速度や回転方向を自由に制御可能なものにした。撮影された画像をコンピュータにより処理し、ゼブラフィッシュの動きから縞模様追従する移動角速度を算出した。視神経切断後1日目では追尾行動は見られなかったが、50日目では正常なレベルまで回復していることが統計的に確認できた。
以上より、本システムはゼブラフィッシュの視神経再生過程における視覚回復を定量的に評価できるので、遺伝子変異魚の行動異常検出に有用となり、遺伝子同定に適用できることが示唆される。