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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Epigenetics regulation for vocal learning in songbirds

Research Project

Project/Area Number 25290063
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

和多 和宏  北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (70451408)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2017-03-31
Keywords発声学習 / 学習臨界期 / 自発的学習 / エピジェネティクス / 遺伝子発現制御 / ソングバード
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、動物が生成する『行動』が脳内のエピジェネティクス動態にいかに関わり、その後の遺伝子発現を介して個体の行動発達にどのような影響を与えるのかを明らかにすることである。そのために、本研究では、音声発声学習能とその学習臨界期をもつ鳴禽類ソングバードを動物モデルと用い、次の2点にフォーカスした研究を進めてきた。(I) 音声発声学習臨界期間特異的なエピジェネティクス動態変化を受ける遺伝子群の存在をRNA-seqによりゲノムワイドに明らかにする。(II)ウイルス発現系実験や薬剤投与により、 人為的に脳内エピジェネティクス状態の改変により音声発声学習における学習効率・学習戦略・学習臨界期間制御といった個体レベルの行動表現型への影響の有無を検証する。H28年度においては、上記の(II)人為的に脳内エピジェネティクス状態の改変により音声発声学習における学習効率・学習戦略・学習臨界期間制御といった個体レベルの行動表現型への影響の有無を検証する実験を行なった。そのためにヒストン脱アセチル化酵素阻害剤であるSAHAの発声学習臨界期における連続投与によって、正常発達個体と比べ、音素の繰り返し配列をより多く生成するような発声パターン異常が確認された。この結果は、種特異的な学習拘束性の発達に脳内エピジェネティクス修飾制御が関わっており、発声学習臨界期制御との関連性を新たに示唆する。また、アデノ随伴ウイルスを用いた遺伝子発現実験も継続して進めている。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (9 results)

All 2017 2016

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Sex Differences in Brain Thyroid Hormone Levels during Early Post-Hatching Development in Zebra Finch (Taeniopygia guttata).2017

    • Author(s)
      Yamaguchi S, Hayase S, Aoki N, Takehara A, Ishigohoka J, Matsushima T, Wada K, Homma KJ.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 12 Pages: e0169643

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0169643.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A quantitative method for analyzing species-specific vocal sequence pattern and its developmental dynamics.2016

    • Author(s)
      Imai R, Sawai A, Hayase S, Furukawa H, Asogwa CN, Sanchez M, Wang H, Mori C, Wada K.
    • Journal Title

      Journal of Neurosci Methods

      Volume: 271 Pages: 25-33

    • DOI

      10.1016/j.jneumeth.2016.06.023.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Familial bias and auditory feedback regulation of vocal babbling patterns during early song development.2016

    • Author(s)
      Sato D, Mori C, Sawai A, Wada K.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 6 Pages: 30323

    • DOI

      10.1038/srep30323.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Accumulation of vocal experience regulates the critical period of vocal learning in songbirds2016

    • Author(s)
      Hayase S, Wada K
    • Organizer
      NIPS International Symposium
    • Place of Presentation
      生理学研究所 (愛知県・岡崎市)
    • Year and Date
      2016-12-06
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Accumulation of vocal experience regulates the critical period of vocal plasticity during active learning of birdsong2016

    • Author(s)
      Hayase S, Ohgushi E, Kobayashi M, Wada K
    • Organizer
      Society for Neuroscience meeting
    • Place of Presentation
      サンディエゴ (アメリカ合衆国)
    • Year and Date
      2016-11-14
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 発声による脳内遺伝子発現コントロール:行動と進化を結ぶエピジェネティクス2016

    • Author(s)
      和多和宏
    • Organizer
      日本進化学会
    • Place of Presentation
      東京工業大学 (東京都・目黒区)
    • Year and Date
      2016-08-25
    • Invited
  • [Presentation] 自発的な発声経験により制御されるソングバードの発声学習臨界期と脳内遺伝子 発現制御2016

    • Author(s)
      早瀬 晋、大串 恵理、小林 雅比古、和多和宏 .
    • Organizer
      日本神経科学会年会
    • Place of Presentation
      横浜国際コンベンションセンター (神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-07-20
  • [Book] Brain Evolution by Design: From Neural Origin to Cognitive Architecture2017

    • Author(s)
      Shigeno S, Murakami Y & Nomura T
    • Total Pages
      438 (233-242)
    • Publisher
      Springer
  • [Book] Epigenetics and Neuroendocrinology: Clinical Focus on Psychiatry Volume12016

    • Author(s)
      Spengler D & Binder E
    • Total Pages
      264 (273-290)
    • Publisher
      Springer

URL: 

Published: 2018-01-16  

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