2017 Fiscal Year Research-status Report
Neuronal mechanisms of visual prey recognition in zebirafish
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17K07494
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| Research Institution | National Institute of Genetics |
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Principal Investigator |
武藤 彩 国立遺伝学研究所, 個体遺伝研究系, 助教 (00525991)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ゼブラフィッシュ / 味覚 / 視覚 / 捕獲行動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
視覚系が良く発達した昼行性の脊椎動物は多くの場合、餌となる獲物を視覚的に認識し捕獲行動 を起こす。これまでに、ゼブラフィッシュをモデル動物として用いて、獲物の位置情報が中脳視蓋の視野 地図（レチノトピックマップ）上に表現されること、さらに前視蓋領域の神経核の一つ（PSm） が「獲物検出回路」を構成することを明らかにしてきたが、獲物検出のための視覚的特徴の抽出を行う脳部位や、形や大きさなどの視覚的特徴を統合する機構は未だに明らかになっていない。本研究では獲物の視覚的特徴抽出を行う神経細胞の遺伝学的同定を行うことにより、獲物検出に関わる機能的神経回路の全貌を明らかにすることを研究目的とした。そのためのツールとしては、我々がすでに確立しているゼブラフィッシュGal4/UASシステムを用いる。この手法を用いてカルシウムプローブGCaMP や神経毒、光遺伝学ツールなどを脳部位特異的に発現させ、特定の 神経細胞の活動の可視化や機能の制御（抑制および亢進）により、それらの神経細胞の捕獲行動における役割を明らかにすることができる。まず、個々の脳部位を特異的なGal4 系統により標識し、形態的に解析し、視覚による餌検出部全体の神経回路を明らかにすることを目指し、多数のGal4系統とGCaMP系統とを掛け合わせ、捕獲行動時に神経活動（カルシウムシグナル）を生じる系統の同定を行なった。その結果、前視蓋神経核PSpが獲物検出に活動することを見出したほか、小脳の一部、味覚系である迷走葉などの系統でも法書く活動に関連した神経活動が検出できることを見出した。
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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
本計画の骨子となるのは、視覚入力から捕獲行動に至るまでの神経回路の全貌を明らかにすることである。そのために納部位の特定の部分を個別に標識する必要があるが、当研究室で維持されている1500系統のGal4系統を探索することにより、実際にいくつかのGal4系統を利用することで、捕獲行動に特異的な神経活動を検出することに成功している。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究で脳部位特異的な神経活動が複数同定できたので、個々の神経活動部位の相互作用、必要性、十分性を検証していく。
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| Causes of Carryover |
既存設備を用いて実験計画がある程度順調に進んだため、次年度使用額が生じた。
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