2021 Fiscal Year Annual Research Report
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20H03355
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
上川内 あづさ 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (00525264)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 歌識別学習 / 神経回路機構 / 抑制性伝達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
幼児は、成長初期に母語に曝されることで、その言語が持つ音の特徴を識別する能力を発達させる。このような言語発達のメカニズムを理解するための新たなモデル系として、私たちは近年、キイロショウジョウバエ（Drosophila melanogaster）の歌識別学習パラダイムを確立した。このパラダイムは、キイロショウジョウバエが求愛行動時に発する求愛歌を聞き分ける能力が、経験により上昇する、という現象に基づいて私たちが構築した実験系である。
本研究では、Intersection 法を用いた責任GABAニューロン候補の絞り込みを進めている。今年度は主に、メスの配偶行動制御に関わる細胞群の中に、責任GABAニューロンが含まれるかを解析した。昨年度に作成した、配偶行動を制御する細胞群の性分化に関わる遺伝子と、GABA合成酵素であるGad1をコードする遺伝子の両方を発現する細胞のみを標識できるキイロショウジョウバエ Split-Gal4系統（Gal4転写因子の再構成を利用する分子遺伝学的な方法）を用いて、さらなる絞り込みを行った。この Split-Gal4系統は、脳では少数のニューロンのみが、胸腹部神経節では腹部先端の神経節のニューロン群が標識されるため、さらに脳のみで遺伝子を発現させるためのFLP系統を組み合わせた。この系統を用いて、Gad1遺伝子の発現を特定の細胞群のみで抑制した個体を作成し、歌識別学習能力を検定した。その結果、脳の少数のニューロンが、キイロショウジョウバエが示す歌識別学習の責任ニューロンであることを示唆した。
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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
本研究では、歌の識別能力の発達を担う神経回路機構の解明を目的としている。当該年度は、歌識別学習を担う責任ニューロンの絞り込みを進め、脳の少数のニューロンをその候補として同定した。この結果から、本研究は現在まで概ね順調に進展していると評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
まずは責任GABAニューロンの候補について引き続き解析を行い、責任GABAニューロンを確定する。次に、確定した責任GABAニューロンの活動阻害や機能阻害実験を行い、歌識別学習の成立の有無を評価することで、責任GABAニューロンの実体を同定する。また、熱遺伝学を用いた候補ニューロンの強制活性化や、時期特異的な機能阻害にも挑戦する。これにより、「学習時」「学習後の行動時」などのどのタイミングでの責任GABAニューロンの機能が、歌識別学習に必要なのかを突き止める。以上の解析から、責任GABAニューロンを単一細胞レベルで同定し、その機能を解明する。これら解析を行った後は、責任GABAニューロンの上流や下流に位置するニューロンの同定を行い、神経回路構造を理解する。
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