2021 Fiscal Year Research-status Report
| Project/Area Number |
20K06754
|
|---|
| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
宮本 教生 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(超先鋭研究プログラム), 研究員 (20612237)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | プランクトン / 行動 / 神経 / 分散 / 深海 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は深海底に沈んだクジラなどの大型脊椎動物の骨に特異的に生息する環形動物であるホネクイハナムシOsedax japonicusをモデル生物として，海底に点在する非常に限定的な環境にのみ生息することができる生物の幼生分散メカニズムとその背景にある神経制御を明らかとする研究である．令和３年度は①神経マーカーや神経伝達物質の抗体染色や遺伝子発現パターンによる神経発生過程の解明，②新規のセンサーを用いた幼生行動パターンの定量化を行った．
神経発生については昨年度に引き続きより詳細な発生段階ごとの神経マーカーを用いた神経発生過程の観察を行った．初期胚から着底変態期までの詳細な顕微鏡観察から，発生を６つのステージ分け，それぞれの発生段階において抗アセチル化チューブリン，抗セロトニン，抗FMRFamide抗体を用いた抗体染色を行い，共焦点顕微鏡観察を行った．その結果神経が発生開始するタイミング，幼生神経系が完成するタイミングとその神経解剖学的特徴，変態過程における神経系の再編成が明らかとなった．本結果は現在投稿準備中である．またそれらの発生ステージのおける電子顕微鏡観察も進めている．
幼生行動パターン解析については，より詳細に行動を定量化するために新規のセンサーを用いた撮影条件の検討を行った．その結果幼生の遊泳方向や速度などを高精度で定量化することが可能になった．また紫外線から赤外線までの様々な波長を照射しながらでの撮影方法の条件検討も行った．今後は本年度確立した撮影方法を用いて各発生段階における遊泳行動や各波長の光に対する行動の変化などの解析を行う．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究では，ホネクイハナムシの様々な発生段階のプランクトン幼生を飼育し一定期間経時的に行動を観察することが中心となっている．令和３年度も昨年度同様に新型コロナウイルス感染症拡大のため出勤が制限されることがあり，生物を長期間観察する実験を予定通りに行うことができないことがあった．そのため幼生行動解析実験が当初の予定よりも大幅に遅れている．
一方で神経解剖学的研究は断片的な実験時間でも遂行が可能なため，令和３年度はこちらの研究を中心に行った．各発生段階の神経構造の記載が可能となるデータを得ることに成功し，胚発生から幼生期，変態期を経て成体に至るまでの神経発生を明らかとすることに成功した．こちらの研究については概ね当初の予定通りに進行している．
以上の理由から全体として研究はやや遅れていると評価した．
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後は令和２・３年度に新型コロナウイルス感染症拡大のために十分な研究時間を確保できなかった，生体を用いた行動解析を中心に研究を遂行する．幸いにも現在は感染症による各種制限が緩和されつつあり，この状況が続く限りは行動実験を行うことが可能である．感染が再拡大し，十分な実験時間が確保できなくなった場合には，研究の大幅な見直しが必要になる．具体的には断片的な実験時間でもある程度研究を進めることが可能な神経解剖学的研究・形態学的研究・遺伝子発現解析などに比重を置くことになる．
神経解剖学的研究については概ね当初の予定通りに進んでいる．令和４年度は令和３年度に得られた解剖学的な知見に加え，神経細胞タイプのマーカー遺伝子の発現解析を行うことで，各神経細胞がどのような神経伝達物質により作動するニューロンであるかを明らかする．上記のように行動解析を行うことが困難になった場合，神経解剖学的な研究をより詳細に行い，期間内での成果が最大となるように柔軟に研究計画を練り直す予定である．
|
| Causes of Carryover |
コロナウイルス感染症拡大のため，実験が計画通りに遂行できなかった．そのために研究計画の遅延とともに，使用予定の実験物品などの購入を令和４年度に持ち越す必要が生じたため．
|
