2019 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of neural dynamics during courtship learning through development of bioluminescence recording system
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18K19502
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
風間 北斗 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, チームリーダー (90546574)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 発光計測 / 自由行動 / 嗅覚受容細胞 / 中枢神経細胞 / 血液脳関門 / ショウジョウバエ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、ショウジョウバエを用いて、求愛学習に必要なドーパミン細胞の活動のダイナミクスを観察し、学習中にどのような情報処理が行われるかを解明することである。その為には、完全に自由に行動する動物内の特定神経細胞から活動を計測するアプローチが必要となる。そこで昨年度はまず、発光プローブにもとづいた、自由行動する個体から神経活動を計測する新規の技術を開発した。嗅覚受容細胞という末梢神経細胞を用いて実験を行ったが、そこで想定外の生物学的事象を発見し、学術論文も発表することが出来た。
今年度は確立した実験系を中枢神経細胞に適用することを目指した。発光プローブAeq-tdTAが発光するために必要な基質であるセレンテラジンは、抹消神経細胞に導入する際は血管への注射を通して行えたが、中枢神経細胞に導入するためには血液脳関門を越える必要があるため、グリア性の血液脳関門を一部取り除くプロトコルを確立した。その結果、中枢神経細胞に基質を届けることに成功したが、動物の行動状態が変化してしまう場合が数多く観察された。そこで、血液脳関門を透過しやすい基質で発光する新規のタンパク質をコードしたショウジョウバエを作成し、その機能を生体内で評価した。現在までに、経口で与えるだけで数分で基質が中枢神経細胞まで到達することが確認できている。目的とするドーパミン細胞から記録するために更なるコントロール実験と技術開発が必要である。
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[Journal Article] Nanopore formation in the cuticle of the insect olfactory sensillum2019
Author(s)
Ando T, Sekine S, Inagaki S, Misaki K, Badel L, Moriya H, Sami MM, Chihara T, Kazama H, Yonemura S, Hayashi S
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Journal Title
Current Biology
Volume: 29
Pages: 1512-1520
DOI
Peer Reviewed
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