2017 Fiscal Year Research-status Report
社会性昆虫クロオオアリの巣仲間認識機構の神経生物学的研究
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16K07446
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| Research Institution | Fukuoka University |
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Principal Investigator |
横張 文男 福岡大学, 理学部, 教授 (20117287)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡邉 英博 福岡大学, 理学部, 研究員 (90535139)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | クロオオアリ / 巣仲間識別 / 体表炭化水素 / 電気生理 / 感覚子の機能的分類 / 受容ニューロンの応答スペクトラ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
新社会性昆虫のクロオオアリの巣仲間認識機構の解明をめざしたものである。従来の研究で、クロオオアリは体表炭化水素18種の組成比の違いによって巣仲間認識を行っていることが示さている。体表炭化水素は触角の錐状感覚子で受容され、巣仲間と非巣仲間の体表炭化水素に対する応答が異なると報告されている（Ozaki et al. 2005、Sharma et al. 2015)。しかしながら、これらの報告は、この感覚子にある150本に及ぶ感覚ニューロンを区別せずに全体の応答パターンに基づいたものである。我々は体表炭化水素18種それぞれに対する応答を明らかにすることが重要と考え、昨年度に開発した刺激装置を用いて、個々の体表炭化水素に対する錐状感覚子の受容ニューロン応答を記録し、ニューロン毎にその応答特性を次の通り明らかにした。(1) 23本の錐状感覚子を、各匂い刺激に対する応答強度の相関値をもとに分類を行った結果、4つのグループに分かれ、各グループによって強い応答を示す体表炭化水素、弱い応答を示す体表炭化水素の種類が異なっていた。(2) 感覚子から同時記録された個々のインパルスを振幅と持続時間に基づいて種類分けを行い、応答した個々の感覚ニューロンの応答スペクトルを明らかにした。感覚ニューロンには、大部分の刺激物質には応答するが特定の物質には応答しないもの、少数の特定の物質にのみ応答するものなどがあった。(3) 273個の感覚ニューロンごとの各匂い刺激に対する応答強度の相関値をもとに分類を行った結果、感覚ニューロンは7つのグループに分けられた。(4) 研究ではコロニーごとに分けて記録・解析を行い、同じコロニー内で応答パターンに類似性が見られるものもあった。現在、この論文を準備中である。
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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
昨年度開発した加熱式刺激装置を用いて、体表炭化水素18種に対する解析可能なインパルス応答を合計23本の錐状感覚子から記録することに成功し、インパルスの形状の違いから273個の感覚ニューロンについて匂い刺激に対する応答スペクトルを調べ、７つのグループに分けることに成功した。さらに同一コロニーの個体では応答パターンの類似性があることもわかった。これはクロオオアリの巣仲間認識に関する感覚ニューロンレベルの研究水準を大きく高めるものである。昨年度に開発した装置であるガスクロマトグラフ－・EAG測定装置（GC－EAD）は、ガスクロマトグラフ－の検出器の感度が不十分なため、更に工夫が必要になっている。触角葉局所介在ニューロンに対する免疫抗体染色実験については、研究対象としている糸球体群（T６グループ）をさまざまな神経伝達物質の抗体染色実験を試みたが、セロトニンだけでなく他のいくつかの抗体で染色できることがわかったが、まだ体系的な染色には至らなかった。2018年度に引き続いて実験を続けている。
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| Strategy for Future Research Activity |
クロオオアリ錐状感覚子の機能的分類とこの感覚子の級受容ニューロンの機能的分類に関する論文原稿を完成させ、投稿する予定である。ヒスタミン、オクトパミン、GABA、ドーパミンなどの抗体染色法を用いて、錐状感覚子の受容ニューロンが終末する糸球体群（T６グループ）に特異的に分布する局所介在ニューロンを染め分け、この糸球体群の機能について調べる。
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| Causes of Carryover |
2018年度の研究計画のうち抗体などの試薬品の購入代金が高額になる見込みと、論文掲載料もかなりの高額になる見込みなので、2017年度はできるだけ支出を抑制した。
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