2016 Fiscal Year Research-status Report
ミツバチの偏光視による進行方向検出における時間補償の神経メカニズム
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16K07442
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
岡田 龍一 兵庫県立大学, 環境人間学部, 研究員 (20423006)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐倉 緑 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (60421989)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ナビゲーション / 神経回路 / GABA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、動物のナビゲーションのメカニズムは生物学や工学の分野から注目されている。長距離の採餌飛行をするミツバチはよいモデル生物になっており、今のところナビゲーション中の進行方向の検出に天空の偏光パターンを利用していることが有力である。しかし、日中の太陽の位置の変化にともなって天空の偏光パターンも変化するので正しい方向検出には何らかの時間補償が必要であるが、今はまだその脳メカニズムは不明である。本研究では、進行方向検出の中枢と考えられている中心複合体に着目し、進行方向検出における時間補償の脳メカニズムを明らかにし、その神経モデルを提出することを目的としている。
今年度は、偏光のeベクトル認識に重要な働きをするとされている脳内の抑制性神経回路を明らかにするために、GABA受容体に対する抗体染色を施し、GABAシナプスのシナプス後細胞の局在を明らかにすることを試みた。今年度はとくにイオン型GABA受容体に着目した。ミツバチのゲノム情報から特異的配列を抽出し候補となる抗体２種を得、その後のウエスタンブロットによって最善の抗体を得た。この抗体を使って抗体染色をしたところ、進行方向検出の中枢と目される中心複合体に陽性シグナルが検出された。さらに、昆虫の高次中枢であるキノコ体にもシグナルが検出された。とくにキノコ体の傘部では強い陽性シグナルが得られた。その他、触角葉の糸球体でもシグナルが検出された。
その一方で、一般市民を対象にしたミツバチの社会性行動に関する講演をした。また、神経科学者や昆虫学者以外の農業従事者や一般企業向けの雑誌に寄稿するなど、本研究に関する啓蒙活動においては一定の成果を得たと考えている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度はトンネルを利用した電気生理学実験を予定していたが、研究遂行の都合上、抗体染色による神経回路の同定に重点を置いて進めた。今年度予定していた電気生理実験はあまり進まなかったが、それに代わって来年度に予定していたGABA関連の実験が、当初の予定以上に進んだ。とくに、中心複合体内での陽性シグナルに部位特異的な局在がある可能性がみつかったのは、時間補償あるいはナビゲーションの進行方向検出の脳メカニズムにおいて、中心複合体が機能分離している可能性が見つかったのは大きな成果である。このことを踏まえて電気生理実験をすることで、当初の期待以上の結果が得られるかもしれない。
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| Strategy for Future Research Activity |
実験自体には問題らしい問題は見当たらないので、遂行に障害はない。また、研究計画段階では、予期していなかったが中心複合体の機能分離の可能性が見つかったので、神経活動の記録位置などにも注意を払って、取得したデータを解析していきたい。予期せぬ新発見の可能性が見つかったので、研究遂行を妨げない程度に可能な限り機能分離を立証できるような追加実験をし、中心複合体の時間補償メカニズムのモデルをより詳細に記述できるようにする。できるだけ、ルーチンワークには代表者が直接関わらないような環境を作り、研究を進めていきたい。
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| Causes of Carryover |
当初の研究計画では今年度は電気生理実験を主に行う予定だったが、研究遂行の都合上、神経回路の同定を目的とした抗体染色に重きを置いたため、電気生理学実験に必要な高額な材料を購入しなかったために残額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度は、電気生理学実験を主に行うために、前年度に購入しなかった実験材料や試薬、器具を揃えるので、前年度の残金がその資金として必要である。
前年度の研究に使用した抗体染色のための研究費が余剰金となるわけではなく、引き続きGABA関連実験を行うための試薬などの消耗品費に必要となる。
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Research Products
(6 results)
