2020 Fiscal Year Research-status Report
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20K15844
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
和田 清二 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 特任助教 (90747320)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 松果体 / オプシン / ゼブラフィッシュ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2020年度は、全神経に蛍光カルシウムプローブであるGCaMP6sを発現させたトランスジェニックゼブラフィッシュ、Tg(HuC:GCaMP6s)を用いて、Whole brain imagingを実施した。特に、松果体をUVや可視光で光刺激し、脳内での光応答の記録を試みた。その結果、中脳の一部の領域で松果体光刺激に伴うものと考えられるカルシウムレベルの変化を記録した。特にUVと可視光に対する拮抗的な反応を見出し、それは松果体オプシンの分子特性を反映するものであった。次に松果体オプシン欠損変異体を用いて、同様の実験を行った。その結果、同領域でUVと可視光に対して拮抗的な光応答を示す細胞が著しく減少した。このことから、松果体オプシンの生み出すUVと可視光に対する拮抗性応答が中脳に伝わることが明らかとなった。また、同領域は網膜神経節細胞が間接的に投射する領域として知られているため、眼由来の光応答の寄与を精査するために、眼球切除個体や、遺伝学的に視覚の大部分を失った個体を用いてカルシウムレベルの変化を示す細胞の増減について調べたところ、特定のカルシウムレベル変化、具体的には光依存的カルシウムレベルの上昇、がそれらの個体でほとんど消失したことから、そのカルシウムレベル上昇が眼由来の光応答を反映していると思われる。以上のことから、中脳で眼由来の光情報と松果体由来の光情報が統合、あるいは並列的に処理されることが示唆された。
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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
Whole brain imagingを行う上で、当該年度前半に実験条件の最適化を行ったこともあり、滞りなくデータを取得することができた。また、眼球切除など外科的手術に関しても問題なく行えることがわかった。一方で、Whole brain imagingという大規模データ取得実験系であり、解析系がデータ量に対して追い付かない事象が生じた。現在は大部分が解消されているが、次年度以降も改善の余地ありと考えられる。以上のことから、「（２）おおむね順調に進展している。」と総合的に判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度は、光に伴う行動の変化をゼブラフィッシュ稚魚を用いて解析する。特に、単純な光のオンとオフに伴う変化のみならず、光強度や波長組成の変動を与えた際に生じる行動に注目する。研究代表者は、いくつかの光依存的な行動を同定している。それらの行動が、眼、および松果体の光受容に起因するのかを眼球切除個体や松果体オプシン変異体を組み合わせ解析する。
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| Causes of Carryover |
COVID-19の影響に伴う大学入構等の規制により、実験時間に限りが生じたこともあり、予想と異なり当該年度は支出が少なくなった。次年度では、実験時間を確保するとともに、解析系の強化のためのソフトウェアなどの購入の必要性も検討し、必要であれば導入したい。
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