2016 Fiscal Year Research-status Report
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16K14779
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| Research Institution | National Institute of Genetics |
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Principal Investigator |
田辺 英幸 国立遺伝学研究所, 個体遺伝研究系, 特任研究員 (00623977)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 空間学習 / ゼブラフィッシュ / 海馬 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は空間学習に関わる神経ネットワークを明らかにすることを主題とし、新しい脊椎動物モデルであるゼブラフィッシュを用いて検討を行っている。ゼブラフィッシュは脳のサイズが数mmと、脳全体を観察するのに適している。また、順遺伝学的な方法論に優れ、トランスポゾン(転移因子)の仕組みを応用してゲノム上に遺伝子トラップコンストラクトをランダムに挿入することで、様々な神経細胞を特異的に可視化、またはその神経機能を阻害等の操作を行うことができる。このような利点の一方で、ゼブラフィッシュの空間学習を検討する実験系は不十分であった。そこで、H28年度はゼブラフィッシュ成魚を用いた空間学習実験系の確立を目指した。22cm x 39cm 程度の大きさの水槽の左右それぞれに２つずつ、４つの部屋を配し、中央にそれよりも広い空間を設置した。中央空間の１か所に浮きを置くことで配向性を与えた。それぞれの部屋は中央の空間とのみ接続しており、ゼブラフィッシュは中央を泳ぎ、そこからそれぞれの部屋に入ることができる。この実験装置内の場所を学習させるために、４つの部屋から１つを選び、ゼブラフィッシュがその部屋に入るごとに一定量のエサが得られるように調整した。その結果、このトレーニングを2時間続けることで、ゼブラフィシュにエサ場所を学習させることに成功した。このパラメーターとして、1次選択(ゼブラフィッシュが中央の空間から最初に訪れる部屋はどれか？)、単位時間内の訪問頻度の２つを検討し、学習の前後で顕著な差が観察できた。さらなる検討として、この学習に必須な神経を明らかにした。哺乳類では海馬が空間学習において中心的な役割を果たしているが、硬骨魚類では終脳背側外側領域が海馬相同な領域とされている。遺伝学的方法を用いてこの領域の神経機能を神経毒素にて阻害したところ、空間学習の低下が示された。
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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
実験系の確立がH28年度の目標であったが、現在もまだ検討途中である。その点では少し遅れているのかもしれない。しかし、実験系自体はしっかりしており、おおむね順調と考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
H28年度に引き続き、空間学習実験系の確立を目指す。その後、活性化神経のマーカーであるpERKについて抗体染色を行うことで、どの領域の神経が学習の過程で活性化するのか明らかにする。学習が阻害されたトランスジェニックゼブラフィッシュについても検討し、どの領域の神経が学習に必要なのか議論する。
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| Causes of Carryover |
パソコンやデータ処理のためのアプリケーションの購入を予定していたが、H28年度に購入しなかった。また、必要な抗体の購入も先送りした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
データ処理などの作業を実際に行うのはH29年度なので、必要となったタイミングで随時購入していく予定である。
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