Biological research foundation formation and neuroscience studies based on transposon-mediated gene trap methods

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H02463
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43050:Genome biology-related
• Research Institution: National Institute of Genetics
• Principal Investigator: Kawakami Koichi 国立遺伝学研究所, 遺伝形質研究系, 教授 (70195048)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ゼブラフィッシュ / トランスポゾン / 遺伝子トラップ / 機能的脳神経回路 / カルシウムイメージング / Gal4-UAS

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed 300 transgenic zebrafish lines that expressed Gal4 in specific neurons in the brain or specific organs/tissues by utilizing the transposon-mediated gene trap method and the Gal4-UAS system we have developed. Using these fish, we conducted experiments to inhibit neuronal functions in the brain, thereby elucidating the functional neural circuits responsible for memory and learning behaviors, that should be a homolog of the mammalian hippocampus. In addition, in collaboration with researchers both domestically and internationally, we published papers on topics such as eye development and the development of spinal motor neurons. In this way, we believe we have achieved our goal of establishing a foundation for basic biological research and medical pharmaceutical research using zebrafish, as well as creating an international research hub.

Free Research Field

ゲノム科学、発生遺伝学、神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、特定の脳神経細胞もしくは特定の臓器・組織にGal4を発現するトランスジェニックフィッシュを新たに300系統作製した。これらフィッシュ系統は、ゼブラフィッシュを用いた基礎生物学研究・医学薬学研究の基盤となる。本研究で我々は、ゼブラフィッシュ成魚の記憶・学習をアッセイする方法の開発に成功した。これらはゼブラフィッシュの神経科学研究に新しい展開をもたらすものである。また哺乳動物脳の海馬の機能を担う神経回路を発見したことは比較進化学の観点から意義深い。さらに、国内外の研究者と共同研究を行い、論文発表してきた。これにより国際的研究拠点の構築という目標を達成したと考える。