2018 Fiscal Year Annual Research Report
Spectral opponency in photoreceptors : neuroethological analysis
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18H05273
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| Research Institution | The Graduate University for Advanced Studies |
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Principal Investigator |
蟻川 謙太郎 総合研究大学院大学, 先導科学研究科, 教授 (20167232)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木下 充代 総合研究大学院大学, 先導科学研究科, 准教授 (80381664)
松下 敦子 総合研究大学院大学, 先導科学研究科, 講師 (50450416)
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| Project Period (FY) |
2018-06-11 – 2023-03-31
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| Keywords | 昆虫 / 色覚 / 視細胞 / 視葉板 / 波長対比性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
私たちは、昆虫の色覚神経機構とその進化に関する研究の一環として、視葉板における視細胞間シナプスに着目している。視細胞間シナプスは恐らく抑制性で、ナミアゲハで我々が初めて発見したものである。優れた色覚をもつアゲハは色覚研究のモデル種で、複眼には分光感度の違う６種の視細胞がある。その視細胞が抑制し合うと何が起こり、二次ニューロンであるLMCには何が伝達されるのか？この側枝とシナプスはショウジョウバエにはない。それは、ハエでは視葉板に入る視細胞の分光感度がみな同じで、視葉板と色覚の関係が薄いためと考えられる。アゲハ視細胞の長い側枝と視細胞間シナプスは色覚神経機構の重要な要素と考え、本研究では視葉板における波長情報処理の機構を詳しく調べている。アゲハについては、１）視細胞の波長対比性と、２）LMCにおける波長情報処理を、また色覚メカニズムの進化を解明するために、３）視葉板カートリッジの回路を数種の昆虫で調べる比較研究も計画している。
2018年度は、アゲハの視葉板に微小電極を刺入する方法で、視細胞の分光感度を軸索末端部で記録することに主力を傾注した。その結果、アゲハ視細胞からは予想を上回る８種の波長対比性を記録することに成功した。視細胞間のシナプス伝達に関係するチャネルなどのノックアウト個体を作成するための予備実験を行った。採択後すぐに購入の手続きを始めたSBF-SEMは年度末に納品され、順調に稼働している。
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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
電気生理と遺伝子編集の実験は予定通り進んだ。
解剖学実験に使うSBF-SEMは、2019年3月にほぼ予定どおり稼働した。
本研究に100%のエフォートで参加するポスドクをひとり選考し、翌年度にデンマークから赴任することが決まった。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究で推進する研究項目は、１）視細胞波長対比性、２）LMCにおける波長情報処理、３）視葉板カートリッジ構造の多様性である。１と２については引き続き、電気生理と遺伝子編集の方法で実験を進める。新しく赴任するポスドクには、項目２に関する生理学実験を主に担当してもらう予定である。3月に稼働したSBF-SEMでは、アゲハ以外の昆虫類で視葉板の連続電子顕微鏡像を取得して比較解剖学実験を行う。同時に、遺伝子編集を施したアゲハの視葉板構造の解析も進める。
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