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2013 Fiscal Year Annual Research Report

トランスジェニックコオロギを用いた微小脳学習系への新規アプローチ

Research Project

Project/Area Number 24657049
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

水波 誠  北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (30174030)

Keywordsコオロギ / 学習 / 遺伝子組換え / RNA干渉 / 記憶 / 遺伝子発現阻害 / ドーパミン / ドーパミン受容体
Research Abstract

本研究の主な目的は、コオロギでの遺伝子導入法を用いた学習実験系の確立させることである。またこれに関連して2重鎖RNAを用いた遺伝子発現阻害技術を確立し、学習において罰や報酬情報を伝える伝達物質についての論争に決着をつけることである。
前者については、新たにCrispr/Casシステムを用いたタイプ1ドーパミン受容体DopR1遺伝子のノックアウト個体の創出を目指した研究を進めた。受精卵へのCas9 mRNAとguide RNAをインジェクションした個体同士を掛け合わせ、ヘテロでDopR1遺伝子に変異が入った個体をオス7匹、メス4匹得ることに成功した。現在、それらの掛け合わせてホモのDopR1ノックアウト個体の創出を目指している。すなわち本研究の目的であるトランスジェニックコオロギの創出に明確な見通しを立てることに成功した。
後者については、本年度はタイプ1オクトパミン受容体(OA1)のRNAi実験を進めた。OA1遺伝子の2重鎖RNAiを合成し、成虫コオロギに血中投与し2日後に報酬学習または罰学習を行ったところ、罰学習は正常であるが報酬学習が成立しなかった。これはOA1が報酬学習には関わるが罰学習には関わらないことを示してる。本研究は、ドーパミンニューロンが学習において報酬情報を担い、オクトパミンニューロンが罰情報を担うことを明確に示すもので、前年度のDopR1およびDopR2ドーパミン受容体遺伝子のRNAiの結果と合わせて、昆虫の学習にかかわる伝達物質についての論争に決着をつけるものであった。

  • Research Products

    (14 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (10 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Cyclic nucleotide–gated channels, calmodulin, adenylyl cyclase and calcium/calmodulin-dependent kinase II are required for late but not early long-term memory formation in the honey bee2014

    • Author(s)
      Matsumoto Y, Sandoz JC, Devaud JM, Lormant F, Mizunami M, Giurfa M
    • Journal Title

      Learning & Memory

      Volume: 21 Pages: 272-286

    • DOI

      10.1101/lm.032037.113

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Roles of NO signaling in long-term memory formation in visual learning in an insect.2013

    • Author(s)
      Matsumoto Y, Hirashima D, Terao K, Mizunami M.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 8 Pages: e68538

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0068538.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Analysis and modeling of sensory preconditioning in crickets

    • Author(s)
      Mizunami M, Matsumoto Y, Hirashima D
    • Organizer
      日本比較生理生化学会
    • Place of Presentation
      イーグレひめじ(姫路市)
  • [Presentation] コオロギにおけるブロッキング現象の確認

    • Author(s)
      寺尾勘太,松本幸久,水波誠
    • Organizer
      日本動物学会北海道支部会
    • Place of Presentation
      北海道教育大学(札幌市)
  • [Presentation] ゴキブリを用いた新しい学習実験系の確立

    • Author(s)
      細野翔平,松本幸久,水波誠
    • Organizer
      日本動物学会北海道支部会
    • Place of Presentation
      北海道教育大学(札幌市)
  • [Presentation] コオロギの古典的条件づけにおけるブロッキング

    • Author(s)
      和久田亮,松本幸久,水波誠
    • Organizer
      日本動物学会北海道支部会
    • Place of Presentation
      北海道教育大学(札幌市)
  • [Presentation] コオロギの古典的条件づけにおけるブロッキング

    • Author(s)
      寺尾勘太,松本幸久、水波誠
    • Organizer
      日本動物学会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山市)
  • [Presentation] コオロギ古典的条件付けにおける習慣形成とオクトパミンニューロンの関係の解明

    • Author(s)
      廣鰭翔,松本幸久,水波誠
    • Organizer
      日本動物学会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山市)
  • [Presentation] RNA 干渉法によるコオロギの学習・記憶の分子メカニズムの解析

    • Author(s)
      和久田亮,中村太郎,松本幸久,野地澄晴,三戸太郎,水波誠
    • Organizer
      日本動物学会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山市)
  • [Presentation] フタホシコオロギの加齢性記憶障害における飼育環境の影響

    • Author(s)
      松本幸久,松本-佐藤千尋,中野真樹,服部淳彦,水波誠
    • Organizer
      日本動物学会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山市)
  • [Presentation] MER を用いたゴキブリの学習

    • Author(s)
      細野翔平,松本幸久,水波誠
    • Organizer
      日本動物学会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山市)
  • [Presentation] Intelligence with microbrains: Cognitive processes underlying insect learning.

    • Author(s)
      Mizunami M
    • Organizer
      International workshop on animal instinctive and intelligent behaviors
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌市)
    • Invited
  • [Book] 行動生物学辞典2013

    • Author(s)
      水波誠
    • Total Pages
      617
    • Publisher
      東京化学同人
  • [Remarks] 水波誠研究室

    • URL

      https://www.sci.hokudai.ac.jp/~mizunami/MICROB~2/

URL: 

Published: 2015-05-28  

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