2020 Fiscal Year Research-status Report
Neuronal control of gear for flapping flight
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20K21414
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
並木 重宏 東京大学, 先端科学技術研究センター, 准教授 (40567757)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| Keywords | はばたき飛行 / ハルテア / 飛翔神経叢 / ギアボックス / 神経細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請課題では，翅関節の動作を解明するため、神経活動の人為的な操作を行い、その表現型から制御機構を分析するアプローチを予定している。本年度は、飛翔神経叢およびハルテア神経叢の解剖学的な分析を行った。神経系の発現が確認されているGAL4系統の神経データベースより、既知の神経細胞を含む系統を特定した。さらに、これまでに特定されていなかった新しい種類の神経細胞を発見した。
無脊椎動物の神経細胞では、活動電位の跳躍伝導を担う髄鞘の存在は稀であり、代替戦略として軸索系の巨大化が起こっている。例えば、巨大繊維（giant fiber）は、逃避行動を担う、脳からの下行性で胸部神経節へ至る司令神経として知られている。胸部神経節において巨大軸索を持つ細胞としては、これまでに2種類の対側性ハルテア介在神経が知られていたが、本研究においては新たに3種類の神経細胞と特定した。そのうち2種類はハルテア神経叢から飛翔神経叢に至る軸索を持ち、既存の種類と経路は異なるものの、軸索終末の分布から、同じ飛翔筋運動神経に接続することが推察される。
もうひとつの神経細胞は、両側のハルテア神経叢を連絡する軸索を有していた。その分布はハルテア運動神経の樹状突起と重なることから、ハルテアの動作に大きく寄与することが推察される。また、本研究においては、Split-GAL4交差法を用い、新たに特定した3種類の神経細胞について、これらを標識する遺伝子系統の作出に成功した。この系統を利用することにより、機能的な分析が可能となる。
次年度は、分子標識を用いた軸索終末の分布解析、多色標識法を用いた単一細胞レベルの形態解析、飛翔神経叢およびハルテア神経叢の既知神経細胞との接続関係の推定を行う。
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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
飛行への大きな関与が推察される神経細胞を新たに同定することが出来た。またこの細胞種を標識する遺伝子系統を作出することに成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、分子標識を用いた軸索終末の分布解析、多色標識法を用いた単一細胞レベルの形態解析、飛翔神経叢およびハルテア神経叢の既知神経細胞との接続関係の推定を行う。
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| Causes of Carryover |
今年度は主にデータベースを利用した神経細胞データの探索と画像処理を行った。神経細胞の探索に想定外の発見があったために、探索の期間を延長した。次年度には、機能解析に必要な実験装置の購入を行う。
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[Journal Article] A Systematic Nomenclature for the Drosophila Ventral Nerve Cord.2020
Author(s)
Court R, Namiki S, Armstrong D, Borner J, Card G, Costa M, Dickinson MH, Duch C, Korff W, Mann R, Merritt D, Murphey R, Seeds A, Shirangi T, Simpson J, Truman J, Tuthill J, Williams D, Shepherd D
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Journal Title
Neuron
Volume: 107
Pages: 1071-1079
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Neural circuit basis of aversive odour processing in Drosophila from sensory input to descending output2020
Author(s)
Huoviala P, Dolan MJ, Love FM, Myers P, Frechter S, Namiki S, Pettersson L, Roberts RJV, Turnbull R, Mitrevica Z, Breads P, Schlegel P, Bates AS, Rodrigues T, Aso Y, Bock D, Rubin GM, Stensmyr M, Card G, Costa M, Jefferis GSXE
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Journal Title
bioRxiv
Volume: 394403
Pages: 1-16
DOI
Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] An image resource of subdivided Drosophila GAL4-driver expression patterns for neuron-level searches2020
Author(s)
Meissner GW, Dorman Z, Nern A, Forster K, Gibney T, Jeter J, Lohnson L, He Y, Lee K, Melton B, Yarbrough B, Clements J, Goina C, Otsuna H, Rokicki K, Svirskas RR, Aso Y, Card GM, Dickson BJ, Ehrhardt E, Goldammer J, Ito M, Korff W, Minegishi R, Namiki S, Rubin GM, Sterne G, Wolff T, Malksman O
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Journal Title
bioRxiv
Volume: 080473
Pages: 1-16
DOI
Open Access / Int'l Joint Research
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