2015 Fiscal Year Annual Research Report
Anatomical and physiological analysis of early color processing in the insect lamina
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26251036
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| Research Institution | The Graduate University for Advanced Studies |
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Principal Investigator |
蟻川 謙太郎 総合研究大学院大学, 先導科学研究科, 教授 (20167232)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 昆虫 / 色覚 / 視葉板 / コネクトーム / 波長対比性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昆虫における色覚情報処理の初期過程とその進化を解明するため、視覚第一次中枢（視葉板）に的を絞り、（１）ナミアゲハ視葉板カートリッジのコネクトーム解析、（２）視細胞と視覚二次ニューロンの波長対比性反応の解析、（３）視葉板における外界表現のシミュレーション、（４）視葉板細胞構成の種間比較を行っている。初年度に立ち上げたシステムを使って、（１）アゲハ視葉板のコネクトーム解析と（２）波長対比性反応解析について以下の実験を行った。
（１）アゲハ視葉板のコネクトーム解析：アゲハ２個体について複眼中央部につながる視葉板領域から連続切片像のデータを取得した。うち１個体から３タイプの個眼それぞれに由来する３つの視葉板カートリッジについて、視細胞と二次ニューロン（LMC）の形態を３次元再構築で明らかにした。これまでは、一個眼に含まれる９個の視細胞R1-9のうち、R1, 2と9が視葉板を経由して第二次視覚中枢まで軸索を伸ばしているとされていたが、R9は視葉板で終末していることがわかった。
（２）波長対比性反応の解析：アゲハ視覚系で同定したヒスタミン駆動性Cl-チャネル候補分子PxHCLAとPxHCLBについて、これを培養細胞に発現させ、ホールセルパッチ法で生理学的特性を調べた。結果、実際にヒスタミンの投与によって内向きのCl-電流が生ずることが明らかになった。これらの分子に対する特異的抗体を用いて、視葉板内での局在を免疫組織学的に調べた。光学顕微鏡レベルでは、両分子ともに視覚中枢に分布していることが明らかとなった。さらに細かな分布を電子顕微鏡レベルの免疫組織化学で調べ、PxHCLAについてはその視細胞とLMCの間のシナプスに存在することが確かめられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
アゲハで同定した２種のヒスタミン駆動性クロライドチャネルの候補分子について、培養細胞での発現とホールセルパッチ法による生理特性の測定に成功したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
SBF-SEMで得た２個体の視葉板連続切片画像の解析を本格的に進め、視細胞とLMCの立体再構築を、両方の個体から少なくとも３個カートリッジについて完成させる。
ヒスタミン駆動性クロライドチャネルについて、他の伝達候補物質（セロトニン、グルタミン酸、GABAなど）に対する反応をホールセルパッチ法であきらかにする。
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