2017 Fiscal Year Research-status Report
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16K20919
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| Research Institution | Nagoya City University |
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Principal Investigator |
市之瀬 敏晴 名古屋市立大学, 大学院薬学研究科, その他 (20774748)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ショウジョウバエ / キノコ体 / 連合学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ショウジョウバエのキノコ体は無脊椎動物の記憶中枢として知られ、様々な記憶を処理する神経回路機構を理解する上で非常に良いモデルである。匂い刺激を砂糖報酬や電気ショック罰で条件付けし、匂いに対する誘引や忌避を引き起こす嗅覚報酬記憶と嗅覚罰記憶は、どちらもキノコ体で形成される。本研究はショウジョウバエのキノコ体をモデルに、記憶学習における情報処理回路の時間軸に沿った変遷を明らかにするため、神経回路構造とその機能の両面から解析を行なった。
キノコ体出力神経の各細胞種の詳細な形態を明らかにするため、細胞種特異的に蛍光マーカーを発現させ、共焦点顕微鏡を用いた三次元的な観察を行なった。また、それぞれの細胞種について、その神経伝達を細胞種特異的に阻害し、報酬記憶と罰記憶の、記憶学習行動における重要性を定量した。この神経伝達阻害はShibirets1タンパク質を遺伝学的に強制的に発現させることで、時期特異的に行い、それぞれの細胞種がいつ重要であるかを定量した。この行動遺伝学的解析により、記憶学習において、いつ・どの神経細胞が重要であるか、その変遷を明らかにすることができた。
以上の形態学的・機能的な解析を統合し、報酬記憶と罰記憶に必要な神経回路の総合的な比較を試みた。これは、記憶学習における各細胞種の重要性の程度を、脳の三次元顕微鏡画像に数学的に重ね合わせることで行った。その結果、報酬記憶には、罰記憶と比べて、多層の神経細胞が関わっており、関連する脳領域も広範である傾向が認められた。ところが一部の細胞種についてはこの重ね合わせの精度に問題があり、回路構造を高解像度の解明するためにはさらなる解析を行う必要があることが判明した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成29年度の研究実施計画に記載した、形態的な解析と機能的な解析の統合を試みたが、一部の細胞種についてはその精度に問題が見られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
統合的な解析を高解像度で行うため、数学的な重ね合わせアルゴリズムを見直す。また、より解像度の高い顕微鏡画像を取得し、行動制御における機能と比較することを目指す。
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| Causes of Carryover |
神経細胞種の形態解析と機能解析の統合に支障が生じたため、数学的アルゴリズムの見直しやデータ取得の個々の条件を見直す必要が生まれ、結果として研究遂行を遅らせざるをえなかった。今後これらの問題をできるだけ早急に解決し、円滑な研究遂行を計る。
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Research Products
(4 results)
