2023 Fiscal Year Annual Research Report
視覚情報処理ネットワークの広範な活性化を駆動するハブ神経回路の解析
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21H02586
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| Research Institution | National Institute of Genetics |
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Principal Investigator |
久保 郁 国立遺伝学研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 特命准教授 (40786373)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ゼブラフィッシュ / オプティックフロー / 視覚情報処理 / 前視蓋 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前視蓋クラスターに存在する神経細胞がオプティックフロー依存的な行動を引き起こすハブとして働くかどうかを明らかにするために、前視蓋クラスター神経細胞を光遺伝学的に活性化させ、それによって誘発される神経活動パターンを観察する実験を引き続き実施した。Digital Micromirror Device (DMD)システムを用い、長波長シフトした光遺伝学アクチュエータであるChrimsonやChRmineにより神経活動を光遺伝学的に活性化し、同時に緑色蛍光域においてGCaMPによる神経活動のイメージングを行った。さらに、Chrimson分子を神経細胞の細胞体に限局して光活性化を行うことを目的とし、細胞体局在化シグナルを付加した改良版Chrimson（soma-targeted Chirmson）を発現するトランスジェニックゼブラフィッシュを作製した。その上で、前視蓋クラスターを標識するGal4ゼブラフィッシュ系統を用いて、前視蓋クラスター神経細胞で改良版Chrimsonを発現し、さらに同一個体で神経系全体においてGCaMPを発現させることにより、光遺伝学によって誘発される神経活動パターンを記録した。DMDによりこれらの細胞を光刺激したところ、Chrimson発現細胞自体において神経活動の活性化が観察されたことから、この系を用いて神経活動活性化を引き起こすことができることが確認できた。さらに、Chrimson非発現細胞においても神経活動が活性化されたことから、光遺伝学的な神経活性化からネットワーク活動が引き起こされたことが示唆された。このようなネットワーク活動には、神経興奮、神経抑制、どちらも観察された。また、ネットワーク活動は前視蓋以外の領域でも観察されたことから、前視蓋における神経活動が視蓋外の広い神経領域へと伝播することが示唆された。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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