2021 Fiscal Year Research-status Report
Identification of cell clusters in the brain generating behavior and cognition and experimental validation of their neurophysiological functions
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20K15891
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
田路 矩之 北海道大学, 理学研究院, 博士研究員 (20866371)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 動物行動 / ソングバード / 神経科学 / Single cell RNA-seq / 細胞機能行動学 / Single cell ATAC-seq / 細胞タイプ特異的エンハンサー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、脳内細胞群が、どのように個体の行動・認知を細胞集団単位で制御しているのかを明らかにすることである。そのために、ソングバードの音声生成回路（ソングシステム）に、どのような細胞集団が存在するのかを網羅的に明らかにし、各々の細胞集団が音声発声学習・生成にいかに関与しているのか、実験的検証を実施している。
当該年度において、前年度に同定したキンカチョウのソングシステムの歌運動神経核HVC, RAを構成する細胞集団について、それぞれの特異的遺伝子の発現を制御しているエンハンサー候補を選定した。またキンカチョウ幼若個体についてもsingle cell ATAC-seqを行うことで、音声発声学習の発達過程におけるそれぞれの細胞集団の特異的エンハンサー候補を同定した。現在、細胞集団特異的エンハンサー候補を試験的に発現ベクターに導入し、アデノ随伴ウイルスベクターを用いて歌神経核HVCおよびRAに導入することで、細胞集団特異的な遺伝子発現を誘導することができるかどうかを確認している。当該年度は特に、キンカチョウにおいてより細胞集団特異的に遺伝子発現を強力に誘導可能なコアプロモーターやイントロン領域の探索を行い、これらをアデノ随伴ウイルスベクターのコンスタントに組み込むことを目指した。今後は細胞集団タイプ特異的に遺伝子発現を誘導することの確認できたエンハンサーを用いて特定の細胞集団を操作し、歌にどのような変化が生じるのかを検証していく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
細胞集団特異的な遺伝子発現を誘導するためのベクター構築に時間を要しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度においては、細胞集団限定的な操作を試みる。
操作内容としては、i) ジフテリア毒素dtAを用いたターゲット細胞タイプへのアポトーシス誘導、ii) shRNAを用いたチャネル遺伝子発現操作による細胞の電気生理特性の制御、を予定している。
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| Causes of Carryover |
細胞タイプ特異的遺伝子発現ベクターの構築がやや遅延したため、その次のステップである細胞の人為的制御に必要な経費が使用されなかったため。
次年度においては、本来実施予定の実験に加え、当年度に実施できなかった実験を行うために予算を使用する予定である。
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