2019 Fiscal Year Research-status Report
Neuronal circuit for sugar searching behavior in Drosophila
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18K06335
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
谷村 禎一 名古屋大学, 理学研究科, 招へい教員 (20142010)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ショウジョウバエ / 探索行動 / 摂食行動 / 行動遺伝学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昆虫の位置情報認識の神経機構を理解するために、キイロショウジョウバエの糖探索行動を制御する神経回路を同定するのが本研究課題の目標である。空腹のショウジョウバエは、少量の糖溶液を摂取してなお空腹であると、糖溶液があった場所の周囲を歩行探索しつつ、糖溶液があった場所に戻ってくる連続した探索行動を１分間ほど行う(Murata et al., 2017)。この行動はハエが満腹時には起こらなく、さらなる糖溶液を求めて起こる定型的行動である。行動の重要な要素はハエが平面上の自分の位置と糖溶液があった位置を認識できることである。この行動に視覚、味覚、嗅覚などの感覚情報が関与しているのかを調べてこれらの感覚情報の関与はないと考えられた。本年度はGal4/UAS法を用いて、脳内の特定のニューロン群を光学的あるいは熱的刺激により神経興奮させて、糖探索行動への影響を調べる実験計画書に書いたアプローチを検討した。まず、光刺激がハエの糖探索行動に影響がないことを確認した。次に、UAS-channel rhodopsin(ChR)を用いて光刺激により特定のニューロンを活性化した。その結果、活性化によって探索行動が阻害された場合に、それが別の行動プログラムの駆動によって引き起こされる可能性を除外できないことが懸念された。そこで、神経活動の不活性化による方法を用い戦略に修正した。Halorhodopsin (NpHR)は光刺激により作動するchloride pumpで神経活動を不活性化できる。UAS-NpHRを用いることを選択した。次に糖探索行動のどの時点で光刺激を与えるかを検討し、糖があった原点の場所から一定の距離を離れて停止している時点で光刺激を与えて、その後、原点に戻ることができるかを異なる種々のGal4系統を用いて検討した。その結果、原点への復帰ができなくなる系統を選び出すことができた。
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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
本研究課題を遂行するための複数のGal4系統と用いるUAS系統の選択ができ、実験条件が整い、今後の実験の方向性を決める結果が得られた。解析をさらに進めることにより、糖探索行動に関与する神経回路の同定を目指す。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度の成果に基づき実験計画にある行動実験を行った。これまでの数種の昆虫も用いた研究によって、脳内の中心複合体が昆虫の運動を制御するセンターであると考えられている。中心複合体のどの神経群がどのように糖探索行動に関わっているかを解明するために、ショウジョウバエにおいて遺伝的手法Gal4/UAS法を用いている。２年度の研究により実験条件が整った。さらにGal4をスクリーニングして選び、神経活動を不活性化するUAS系統が決まったので、これらの系統を用いて特定のニューロンを不活性化によって行動のどのパラメータに影響がでるのかを解析する。さらに糖探索行動に関わるニューロンを同定するために別のGal4を用いる計画である。
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| Causes of Carryover |
すでに準備していた試薬、実験装置で２年度も実験を行うことができたため、消耗品の購入物品は予想より少額となり残額か生じた。さらに、新型コロナウイルスの感染拡大によって国内外の出張ができなくなり、旅費の使用予定額が少なくなった。特に旅費が翌年度に多く必要であることが予想された。そのために残金を繰越すことになった。
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