2022 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, 統合進化科学研究センター, 教授 (20167232)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松下 敦子 総合研究大学院大学, 先導科学研究科, 講師 (50450416)
木下 充代 総合研究大学院大学, 先導科学研究科, 准教授 (80381664)
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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た。視細胞間シナプスは抑制性で、アゲハで 我々が発見したものである。アゲハ複眼には分光感度の異なる６種の視細胞がある。視細胞が抑制し合うと何が起こ り、 二次ニューロンLMCには何が伝達されるのか？このシナプスはハエの視葉板にはない。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。本研究では、アゲハの視細胞間シナプスは色覚神経機構の重要な要素と考え、視葉板における波長情報処理の機構を詳しく調べた。アゲハについては、１）視細胞の波長対比性、２）LMCにおける波長情報処理、また色覚の進化を解明するために、３）視葉板回路の比較研究も進めた。
１）については前年度までにアゲハ視細胞の波長対比反応を記載した論文、視細胞とLMCのシナプス結合を網羅したコネクトーム解析の論文を出版していた。２）では、LMCの分光感度と形態の関係をシミュレーション結果と合わせて綿密に解析した。最終年度に出版したまとめの論文では、視細胞に互いの抑制性結合によって多様な波長対比性が生じている一方、LMCは同一個眼に含まれるほぼすべての視細胞から入力を受けることで、広帯域の分光感度を示すようになっていることがわかった。この事実は学界におけるこれまでの予測を覆すもので、LMCの色覚系への寄与が限定的であることを示唆したという点で、本研究における最大の成果である。３）では、夜行性スズメガのヨーロッパベニスズメ、昼行性スズメガのホウジャク、ミツバチの視葉板連続電顕画像の解析を進め、それぞれ３つの視葉板カートリッジについてトレースが完了した。モンシロチョウでも、３つのカートリッジのトレースがほぼ完了した。いずれもアゲハとの顕著な差が見つかり、進化学的にも興味深い結果が得られた。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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