2015 Fiscal Year Annual Research Report
高感度カルシウムプローブを用いた習慣学習の神経回路メカニズムの研究
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26282217
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Research Institution | Saitama University |
Principal Investigator |
大倉 正道 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (70369172)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安藤 恵子 埼玉大学, 理工学研究科, 特任教授 (40221741)
中井 淳一 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (80237198)
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Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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Keywords | 神経科学 / ゼブラフィッシュ / 捕食行動 / 習慣学習 / 神経回路 |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ゼブラフィッシュを用いて、餌(ゾウリムシ)の捕食行動の獲得(習慣学習)に至る細胞レベルでの神経回路メカニズムの解明を行う。習慣学習には大脳皮質―基底核神経回路が関与することが哺乳類を用いた研究により明らかにされたが、細胞レベルでの学習機構にはまだ不明な点が多い。我々は単一シナプス活動を検出できる高感度な蛍光Ca2+プローブG-CaMPを開発し、これまでにゼブラフィッシュ稚魚の神経活動をin vivoで可視化することに成功している。本研究はこれを発展させ、ゼブラフィッシュが捕食行動を獲得する過程での神経活動を可視化により解析し、習慣学習の神経回路メカニズムを細胞レベルで解明することを目的としている。27年度は、習慣学習に至る細胞レベルでの神経回路機能を光計測・光操作できるようにする目的で、G-CaMP等を発現する各種ゼブラフィッシュトランスジェニック体の作成を継続した。次に、ゼブラフィッシュ稚魚に視覚提示を行い、ゼブラフィッシュ稚魚が提示物体に対して視線を移動させる行動を解析した。さらに、視覚提示の経験回数の増加に伴うゼブラフィッシュ稚魚の行動の上達に関する検討を進めた。一方、研究代表者らが以前に開発した緑色Ca2+プローブG-CaMP7をさらに高感度化させたプローブであるG-CaMP7aを用いて、ゼブラフィッシュ脳の単一神経細胞レベルで細胞活動が学習と相関して上昇することを見出した。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
G-CaMP等を発現する各種ゼブラフィッシュトランスジェニック体の作成やゼブラフィッシュの行動解析、細胞活動解析がおおむね順調に進んでいるため。
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Strategy for Future Research Activity |
今後も継続して神経回路機能を光計測・光操作できるトランスジェニック体を作成し、捕食行動の獲得(習慣学習)に至る過程での神経活動を解析し、習慣学習の神経回路メカニズムを細胞レベルで解明していく。
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Causes of Carryover |
当該年度までの研究進捗状況から次年度以降に多くの消耗品費が必要になると判断したため。
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Expenditure Plan for Carryover Budget |
主として、行動実験、光学測定、光遺伝学、破壊・薬剤実験、分子遺伝学で必要となる消耗品費に充てることを計画している。
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[Journal Article] Calcium imaging reveals glial involvement in transcranial direct current stimulation-induced plasticity in mouse brain.2016
Author(s)
Monai H, Ohkura M, Tanaka M, Oe Y, Konno A, Hirai H, Mikoshiba K, Itohara S, Nakai J, Iwai Y, Hirase H
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 7:11100
Pages: 1-10
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] A top-down cortical circuit for accurate sensory perception.2015
Author(s)
Manita S*, Suzuki T*, Homma C, Matsumoto T, Odagawa M, Yamada K, Ota K, Matsubara C, Inutsuka A, Sato M, Ohkura M, Yamanaka A, Yanagawa Y, Nakai J, Hayashi Y, Larkum ME, Murayama M
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Journal Title
Neuron
Volume: 86(5)
Pages: 1304-1316
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] 意識下活動動物からの特定神経活動記録法の開発.2016
Author(s)
山下哲, 犬束歩, Srikanta Chowdhury, 中井淳一, 大倉正道, 田口徹, 桑木共之, 山中章弘
Organizer
第93回日本生理学会大会
Place of Presentation
札幌コンベンションセンター (北海道札幌市)
Year and Date
2016-03-22 – 2016-03-24
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[Presentation] Rational design of ultrafast, high-affinity calcium indicators for monitoring neuronal activity.2015
Author(s)
Masatoshi Inoue, Atsuya Takeuchi, Shin-ichiro Horigane, Hajime Fujii, Satoshi Kamijo, Sayaka Takemoto-Kimura, Masamichi Ohkura, Keiko Gengyo-Ando, Masanobu Kano, Junichi Nakai, Kazuo Kitamura, and Haruhiko Bito
Organizer
Neuroscience 2015
Place of Presentation
McCormick Place (Chicago, USA)
Year and Date
2015-10-17 – 2015-10-21
Int'l Joint Research
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[Presentation] Rational design of a novel high-affinity, ultrafast, red calcium indicator R-CaMP2.2015
Author(s)
Masatoshi Inoue, Atsuya Takeuchi, Shin-ichiro Horigane, Hajime Fujii, Satoshi Kamijo, Sayaka Takemoto-Kimura, Masamichi Ohkura, Keiko Gengyo-Ando, Masanobu Kano, Junichi Nakai, Kazuo Kitamura, Haruhiko Bito
Organizer
第58回日本神経化学大会
Place of Presentation
大宮ソニックシティ (埼玉県さいたま市)
Year and Date
2015-09-11 – 2015-09-13
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[Presentation] Cortical top-down inputs for precise sensory perception in mice.2015
Author(s)
Manita S, Suzuki T, Homma C, Matsumoto T, Odagawa M, Yamada K, Ota K, Matsubara C, Inutsuka A, Sato M, Ohkura M, Yamanaka A, Yanagawa Y, Nakai J, Hayashi Y, Larkum ME, Murayama M
Organizer
第38回日本神経科学大会シンポジウム
Place of Presentation
神戸国際会議場 (兵庫県神戸市)
Year and Date
2015-07-28 – 2015-07-31
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[Presentation] Rational design of a novel high-affinity, ultrafast, red calcium indicator R-CaMP2.2015
Author(s)
Inoue M, Takeuchi A, Horigane S, Ohkura M, Gengyo-Ando K, Fujii H, Kamijo S, Takemoto-Kimura S, Kano M, Nakai J, Kitamura K, Bito H
Organizer
第38回日本神経科学大会
Place of Presentation
神戸国際会議場 (兵庫県神戸市)
Year and Date
2015-07-28 – 2015-07-31
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