2009 Fiscal Year Annual Research Report
ソングバードを用いた時空間制御を与える遺伝子発現系の開発と行動実験への応用
Publicly Offered Research
| Project Area | Systems molecular ethology to understand the operating principle of the nervous system |
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| Project/Area Number |
21115501
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
和多 和宏 Hokkaido University, 大学院・先端生命科学研究院, 准教授 (70451408)
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| Keywords | 発声学習 / 学習臨界期 / 遺伝子発現 / 発声行動 / レンチウイルス / 動物行動 / 時系列配列 / ソングバード |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、時期特異的・細胞種特異的なウイルス発現系の確立を通して、鳴禽類ソングバードを音声発声学習研究の動物モデルとして利用していくことにある。ソングバードの発声学習・生成行動は、特異的な神経回路Song system(ソングシステム)がすでに同定されている点において脊椎動物の中でユニークな神経回路といえる。さらにこのSong systemは、発声運動制御系と発声学習制御系の2つの神経回路に分別することができ、動物の行動発現(発声学習・生成行動)を「運動と学習」の2つの回路機能に分解して検証することが可能である。
これまでに音声発声学習では「声を出す」という自発的行動が、脳内分子レベルにおいても重要な意味をもつと考え、ソングバードの音声発声学習過程において[発声行動依存性]+[神経回路特異性]+[学習臨界期間限定性]を兼ね備えた多段階発現制御を受ける遺伝子群が存在することを明らかにしてきた。これらを踏まえ、脳内遺伝子群の発達段階・環境に即した多段階発現(時空間)制御を受けた発現制御こそが出力行動の質を与える物質的基盤ではないかと考えるに至った。
当該年度においては、「発現時期特異性」と「投射神経細胞特異性」を兼ね備えたウイルス発現実験系の確立を目指し、レンチウイルスを用いて実験系を立ち上げた。これまでに、Song systemを構成する神経核群に限定した局所的発現が可能でかつ、ソングバードの音声発声学習期間中に十分な発現量を供給するウイルス発現系を確立することができた。今後、さらに脳内において実際に起こっている多段階発現制御に類似する発現調節が可能なウイルス発現系の構築とその脳内異所的発現による音声発声学習・生成の影響を検証していく予定である。
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