2012 Fiscal Year Annual Research Report
線虫の出力系回路における神経活動の可視化と解析
Publicly Offered Research
| Project Area | Systems molecular ethology to understand the operating principle of the nervous system |
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| Project/Area Number |
23115704
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
安藤 恵子 埼玉大学, 脳科学融合研究センター, 特任准教授 (40221741)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 線虫 / イメージング / 運動 / 神経回路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ロコモーションは哺乳動物から無脊椎動物まで広く認められる周期的な運動であるが、神経回路がどのように運動パターンを生成し制御するのかについてはよくわかっていない。本研究は、我々の研究グループで新たに開発した改良型G-CaMPを線虫に応用し、運動中の個体における回路活動の定量的評価システムを確立するとともに、そのシステムを用いて出力系回路のイメージング解析を行い運動制御機構を明らかにすることを目的とした。
本年度の研究実施計画に基づいて実験を行い、以下の研究結果を得た。①我々が新たに開発した蛍光Ca2+センサーG-CaMP6およびG-CaMP7を線虫に応用し、細胞活動を高感度で再現性良く測定できる遺伝子改変動物を樹立した。G-CaMP6を線虫の後退運動で活性化するアセチルコリン作動性運動ニューロンに発現させたところ、従来のG-CaMPと比較して後退運動時に約2倍の蛍光強度変化を示し、in vivoで性能の向上が認められた②線虫の体の一部をパターン認識により自動追尾し、運動中の神経活動のリアルタイムレシオ蛍光画像と透過像を同時に撮像できるイメージングシステムを開発した（東北大・橋本浩一先生との共同研究）。③周期性運動におけるGABAの役割を明らかにするため、野生型およびGABA欠損変異体の前進運動および後退運動時の筋のCa2+動態を解析した。野生型では、前進・後退運動で筋細胞間を規則的に伝播するCa2+波が観察されたが、GABA欠損変異体では、後退時にCa2+波の伝播に異常が認められた。④運動ニューロンの発火パターンと筋細胞の出力パターンの機能的連関を明らかにするために、チャネルロドプシンを用いて運動ニューロンを光刺激した際の筋の応答をCa2+イメージングにより解析する系を確立した。
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| Research Progress Status |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] GPI-anchor synthesis is indispensable for the germline development of the nematode Caenorhabditis elegans.2012
Author(s)
Murata D, Nomura KH, Dejima K, Mizuguchi S, Kawasaki N, Matsuishi-Nakajima Y, Ito S, Gengyo-Ando K, Kage-Nakadai E, Mitani S, Nomura K.
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Journal Title
Mol Biol Cell
Volume: 23
Pages: 982-95
DOI
Peer Reviewed
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