2019 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular genetic mechanism for generating individual difference in vocal learning
Publicly Offered Research
| Project Area | Integrative research toward elucidation of generative brain systems for individuality |
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| Project/Area Number |
19H04888
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
和多 和宏 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (70451408)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 自発的学習 / 発声学習 / 学習臨界期 / 種特異的行動 / 個体差 / ソングバード / 異種間ハイブリッド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究目的は、生育環境を統制しても表出してくる『学習行動の個体差』が、脳部位特異的にいかに表象されているのか、単一細胞レベルの遺伝子発現を父・母由来別のゲノム情報を用い、その父母アレルからの読み出しが子の発声行動表現型の個体差形成にいかに関わってくるのかを検証実験により明らかにすることである。そのために当該年度において、歌神経核内単一細胞レベルでのAllelic imbalance制御と学習バイアスの個体差形成との機能相関を明らかにすべく、統制された歌学習環境下においても明確な学習バイアスを示したハイブリッド個体の脳サンプルを用い、歌運動神経核HVC, RAを構成する単一細胞レベルでのsingle nuclei RNA-seq (snRNA-seq)を実施した。既に同定済の種特異的SNPsを用いることで父母アレル発現量比(Allelic imbalance)を算定することにも成功した。現在、各歌神経核内の細胞クラスター（各種投射ニューロン、介在ニューロン等）ごとの父母アレル発現量比と各個体の発声学習バイアスとの機能相関解析を行なっており、細胞タイプによって父・母アレルからの発現比が異なることが起こっていることを明らかにしつつある。この現象が各個体間で異なるのか、それも同様に維持されているのか、今後検証を進める予定である。以上により、歌神経核内の「どの細胞タイプ」で、「どのような遺伝子群」の発現制御が発声学習バイアス度・歌表現型を最もよく説明できるのかを明らかにする。
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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
当初に予定していた実験の結果をえて、現在解析を進めることができている。
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| Strategy for Future Research Activity |
R2年度においては、歌神経核内の細胞クラスターごとの父母アレル発現量比と各個体の発声学習バイアスとの機能相関解析を行ない、有意な相関をもつ遺伝子群の同定を行う。これに続き、その制御領域に存在する転写調節因子結合サイト情報から遺伝子改変、または薬理的操作実験を開始し、『発声学習行動の個体差』への影響を検証する。
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Research Products
(9 results)
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[Presentation] Transcriptional regulatory divergence underpinning species-specific learned vocalization in songbirds2019
Author(s)
Hongdi Wang, Azusa Sawai, Noriyuki Toji, Rintaro Sugioka, Yukino Shibata, Yuika Suzuki, Yu Ji, Shin Hayase, Satoru Akama, Jun Sese, Kazuhiro Wada
Organizer
Society for Neuroscience meeting
Int'l Joint Research
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