2021 Fiscal Year Annual Research Report
異種間ハイブリッドソングバードにおける生得的に高い学習能力の神経分子基盤解明
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20J20319
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
柴田 ゆき野 北海道大学, 生命科学院, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Keywords | 音素学習能力と遺伝子発現パターン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ソングバード異種間ハイブリッド個体の音声学習において、ハイブリッド個体が両親種の個体に比べてより多くの音素を習得する雑種強勢現象に着目し、これらハイブリッド個体の音素学習能力を支える神経分子基盤解明を目指した。これまでの実験結果から、歌神経核サイズには親種-F1ハイブリッド間で有意差がないことが示され、さらに歌神経核内の単一神経細胞レベルのトランスクリプトーム解析では特定の細胞タイプでハイブリッドと親種間のトランスクリプトームパターンの違いが顕著であることが明らかになってきた。これを受け、令和3年度でさらに検証すべき事項として、（1）親種キンカチョウ、サクラスズメとそれらのF1ハイブリッド群における歌神経核内の興奮性・抑制性ニューロン構成比率の比較（2）歌神経核における単一神経細胞レベルトランスクリプトームの詳細解析に取り組んだ。（1）については最終的な集計作業中だが、親種-F1ハイブリッド間の興奮性/抑制性ニューロン比率に現時点で顕著な差は見られていない。（2）については、歌生成を制御する回路を構成するHVC,RAの興奮性投射ニューロンにおいて、F1ハイブリッドで非相加的発現を示す遺伝子群（non-additive genes）が集積していることが明らかになった。以上の結果より、F1ハイブリッド個体においては歌行動制御を担う神経細胞群を中心とした遺伝子の非相加的発現パターンの新規な組み合わせが生じた結果、潜在的にいずれの親種とも異なる神経活動パターンを示しうる神経細胞群が生じ、多様な歌音響特性に対する習得能を獲得したことが示唆された。
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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
親種、F1ハイブリッド間で歌生成神経回路における興奮性投射ニューロン特異的に顕著なトランスクリプトーム差異を検出したことにより、当初の目的であった、親種とF1ハイブリッド間の歌学習能力の差異を生じる神経分子基盤の解明に近づいたといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
非相加的発現を示す遺伝子群の機能解析等、さらに詳細なトランスクリプトーム解析を進める。
歌神経回路における興奮性/抑制性ニューロン比率の調査を継続し、神経解剖学的観点から親種とF1ハイブリッドの違いを検証する。
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