2022 Fiscal Year Annual Research 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, 特別研究員(PD) (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 |
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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た。
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を同定した。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を同定した。
研究期間全体を通じて、ソングシステム内に存在する細胞集団を網羅的に同定した。同定した細胞集団の内、興奮性投射ニューロンにおいて遺伝子発現の種差および個体差が他の細胞集団より大きいことを明らかにした。これはソングシステムの興奮性投射ニューロンが音声発声学習・生成の種差や個体差生成に重要な役割を果たしていることを示唆する。ソングシステムの興奮性投射ニューロンに特に着目し、これらに特異的なエンハンサー領域を同定した。今後はこれらエンハンサーを用いて興奮性投射ニューロン特異的な細胞操作を行い、音声発声生成にどのように関与しているのかを明らかにする。
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