Systems molecular ethology to understand the operating principle of the nervous system

• Project Area: Systems molecular ethology to understand the operating principle of the nervous system
• Project/Area Number: 20115001
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: IINO Yuichi 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (40192471)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): ISHIHARA Takeshi 九州大学, 大学院・理学研究院, 教授 (10249948) ; SHINGAI Ryuzo 岩手大学, 工学部, 教授 (00089088) ; TABATA Tetsuya 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (10183865) ; SAITOE Minoru 公益財団法人東京都医学総合研究所, 参事研究員 (50261839)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): ISHIHARA Takeshi 九州大学, 大学院・理学研究院, 教授 (10249948) ; SHINGAI Ryuzo 岩手大学, 工学部, 教授 (00089088) ; SAITOE Minoru 公益財団法人東京都医学総合研究所, 参事研究員 (50261839) ; HIGASHIJIMA Shin-ichi 大学共同利用機関法人自然科学研究機構, 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 准教授 (80270479) ; SATO Moritoshi 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 准教授 (00323501) ; MASUDA Naoki 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 准教授 (40415295) ; TSUJI Toshio 広島大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90179995)
• Project Period (FY): 2008-11-13 – 2014-03-31
• Project Status: Completed(Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥167,830,000 (Direct Cost : ¥129,100,000、Indirect Cost : ¥38,730,000); Fiscal Year 2013 : ¥3,900,000 (Direct Cost : ¥3,000,000、Indirect Cost : ¥900,000); Fiscal Year 2012 : ¥14,950,000 (Direct Cost : ¥11,500,000、Indirect Cost : ¥3,450,000); Fiscal Year 2011 : ¥20,150,000 (Direct Cost : ¥15,500,000、Indirect Cost : ¥4,650,000); Fiscal Year 2010 : ¥26,000,000 (Direct Cost : ¥20,000,000、Indirect Cost : ¥6,000,000); Fiscal Year 2009 : ¥14,950,000 (Direct Cost : ¥11,500,000、Indirect Cost : ¥3,450,000); Fiscal Year 2008 : ¥87,880,000 (Direct Cost : ¥67,600,000、Indirect Cost : ¥20,280,000)
• Keywords: 脳・神経 / 神経科学 / 行動学 / イメージング / モデル生物 / 行動素過程 / 神経回路 / 学習 / 行動遺伝学

Research Abstract

平成20年度‐24年度 文部科学省科学研究費補助金新学術領域研究「神経系の動作原理を明らかにするためのシステム分子行動学」（略称：分子行動学）では、5年間の活動により、１）神経回路の形成機構とその構造、２）学習・記憶の機構、３）個体間コミュニケーションによる行動制御、４）行動の性差の出現機構、５）感覚情報処理の機構、６）運動制御の機構、７）行動の数理的特性、８）全神経系の活動の同時観察、９）自由行動中の動物の神経活動測定１０）光学プローブの開発、改良　などについて合計約240報の論文に発表した多数の研究成果が得られた。本計画は、この貴重な領域の活動とその成果をまとめ、公表することを目的とした。具体的には以下の活動を行った。
１．班員間の連絡用に作成した掲示板／メーリングリストをそのまま維持した。　２．全計画研究代表者、公募研究代表者（平成21－22年および平成23－24年）から領域での研究の目的、成果、サマリーと業績リスト、報道発表を各4～6ページほどのカラーの図入りの記事として提出を依頼した。　３．これに加え、領域の公開シンポジウム/ワークショップ、アウトリーチや総括班支援活動など総括班活動についての写真入りの総括を各担当者から提出させた。　４．以上の材料をレイアウトし、製本して配布用の成果報告書とした。これと同様の内容にて研究成果報告書（冊子体）（様式C-18）と事後評価用資料を別冊子で作成し、文部科学省に提出した。　５．毎年ニュースレターを送付している約700件の研究者宛て広く配布した。　６．ホームページについては一年間サーバーを維持するとともに、適宜内容を更新した。　７．ホームページは外部業者のサーバーに設置していたが、ドメイン名だけ維持することにして、コンテンツは大学のサーバーに移動し、さらにしばらく成果を公開し続ける計画で作業を進めている。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Population density-dependent olfactory plasticity is mediated by pheromonal and neuropeptide signaling in Caenorhabditis elegans. (2010)
  • Author(s): Yamada, K., Hirotsu, T., Matsukil, M., Butcher, R.A., Tomioka, M., Ishihara, T., Clardy, J., Kunitomo, H., Iino, Y.
  • Journal Title: Science 329 Pages : 1647-1650
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Recognition of pre- and postsynaptic neurons via nephrin/NEPH1 homologs is a basis for the formation of the Drosophila retinotopic map. (2010)
  • Author(s): Sugie, A., Umetsu, D., Yasugi, T., Fischbach, K.-F., Tabata, T.
  • Journal Title: Development 137(19) Pages : 3303-3313
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Long-tail behavior in locomotion of Caenorhabditis elegans. (2010)
  • Author(s): Ohkubo J, Yoshida K, Iino Y, Masuda N.
  • Journal Title: J Theor Biol. 267 Pages : 213-222
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Drosophila CAM Klingon is required for long-term memory formation and is regulated by Notch. (2009)
  • Author(s): Matsuno, M., Horiuchi, J., Tully, T., Saitoe, M.
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci USA 106 Pages : 310-315
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Functional role of a specialized class of spinal commissural inhibitory neurons during fast escapes in zebrafish. (2009)
  • Author(s): Satou, C., Kimura, Y., Kohashi, T., Horikawa, K., Takeda, H., Oda, Y., Higashijima, S.
  • Journal Title: J.Neuroscience 29 Pages : 6780-6793
  • Peer Reviewed
• [Journal Article]
  • Author(s): 東島、吉原/小早川、伊藤
  • Journal Title: Nature
• [Journal Article]
  • Author(s): 小金澤、吉原
  • Journal Title: Cell
• [Journal Article]
  • Author(s): 飯野/石原、石原、齊藤、東島、中井、松尾、小早川
  • Journal Title: Science
• [Journal Article]
  • Author(s): 飯野/石原/久保、東島/岡本、浅川、吉原
  • Journal Title: Nature Neuroscience
• [Journal Article]
  • Author(s): 齊藤、東島/岡本
  • Journal Title: Neuron
• [Journal Article]
  • Author(s): 東島
  • Journal Title: Developmental Cell
• [Journal Article]
  • Author(s): 飯野/石原、上川内/伊藤、上川内
  • Journal Title: Nature Protocols
• [Journal Article]
  • Author(s): 飯野、齊藤、東島、東島/中井、中井、吉原、坂井
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. USA
• [Journal Article]
  • Author(s): 飯野、東島、伊藤、増田/伊藤、中井、谷村
  • Journal Title: Current Biology
• [Journal Article]
  • Author(s): 富田/飯野
  • Journal Title: Science Signaling
• [Journal Article]
  • Author(s): 飯野/石原/新貝、増田、小金澤、中井、久原、谷村
  • Journal Title: Nature Communications
• [Journal Article]
  • Author(s): 飯野、飯野/石原、多羽田、齊藤、東島/岡本/吉原、東島、小金澤、古久保、井上、木村、谷村、喜田、中村、平田、浅川、知見、小早川、吉原、岡本
  • Journal Title: Journal of Neuroscience
• [Journal Article]
  • Author(s): 多羽田、東島、戸井
  • Journal Title: Development
• [Journal Article]
  • Author(s): 石原、中井
  • Journal Title: Cell Reports
• [Presentation] Development and function of V2 neurons in zebrafish spinal cord (2010)
  • Author(s): Higashijima, S.
  • Organizer: 2nd Joint Meeting of the French and Japanese Societies for Developmental Biology
  • Place of Presentation: Paris Invited talk
  • Year and Date: 20100500
• [Presentation] Pheromonal interactions modulate behavioral plasticity in C.elegans (2010)
  • Author(s): Iino, Y.
  • Organizer: East Asia C.elegans Meeting
  • Place of Presentation: Tokyo Invited talk
  • Year and Date: 2010-07-14
• [Presentation] Simultaneous presentation of two attractants modifies taxis behavior in C.elegans. (2010)
  • Author(s): Shingai, R.
  • Organizer: 第87回日本生理学会大会シンポジウム(Studies on behaviors of relatively simple model animals)
  • Place of Presentation: Morioka Invited talk
  • Year and Date: 2010-05-21
• [Presentation] Imaging molecular processes in living cells (2009)
  • Author(s): Sato M.
  • Organizer: Janelia Farm Conferecne on Fluorescent Proteins and Biological Sensors II
  • Place of Presentation: Virginia, USA Invited talk
  • Year and Date: 2009-11-03
• [Presentation] Spatio-temporal regulation of DER and Notch signaling pathways organizes the proneural wave progression in medulla neuroblast development. (2009)
  • Author(s): Tabata, T.
  • Organizer: Neurobiology of Drosophila
  • Place of Presentation: Cold Spring Harbor Laboratory Invited talk
  • Year and Date: 2009-09-29
• [Book] 「神経系の動作原理を明らかにするためのシステム分子行動学」研究成果報告書 (2013)
  • Author(s): 飯野雄一（研究代表者）
  • Total Pages: 219
  • Publisher: なし
• [Book] Salt Chemotaxis Learning in Caenorhabditis Elegans In: Invertebrate learning and memory, eds. Randolf Menzel and Paul Benjamin, Handbook of Behavioral Neuroscience (Series Editor: Joe Huston, Dusseldorf, Germany) (2013)
  • Author(s): Iino, Y
  • Total Pages: (in press)
  • Publisher: Elsevier/Academic Press
• [Book] Monitoring neural activity with genetically-encoded Ca2+ indicators. In: Methods in Neuroethological Research (Eds: Ogawa H, Oka K.) (2013)
  • Author(s): Kamikouchi A., Fiala A
  • Publisher: Springer Japan
• [Book] 「脊椎動物の運動システムの発達」生化学 (Vol.85)4月号 (2013)
  • Author(s): 平田普三
  • Total Pages: 235-243
  • Publisher: (社)日本生化学会
• [Book] 生命誌年刊号 vol.69-72「遊ぶ」 (2012)
  • Author(s): 和多和宏中村桂子編
  • Total Pages: 275
  • Publisher: 新曜社
• [Book] in vivo optical recording of brain interneuron activities from a Drosophila male on a treadmill. In: Genetically Encoded Functional Indicators, J.-R. Martin Ed (2012)
  • Author(s): Kohatsu, S., Koganezawa, M., Yamamoto, D
  • Total Pages: 103-112
  • Publisher: Humana Press Springer: New York
• [Book] Memory circuits in Drosophila. in "The Memory Mechanisms in Health and Disease" (2012)
  • Author(s): Furukubo-Tokunaga, K., Ludlow, Z. N., and Hirth, F
  • Total Pages: 444
  • Publisher: World Scientific, London, U. K
• [Book] Neuroanatomical dissection of the honeybee brain based on temporal and regional gene expression patterns. In: Honeybee neurobiology and Behavior. A Tribute to Randolf Menzel (eds. Galizia CG, Eisenhardt D and Giulfa M) (2012)
  • Author(s): Kubo, T
  • Total Pages: 16
  • Publisher: Springer
• [Book] 線虫の行動を EYEで感じる (2012)
  • Author(s): 久原篤
  • Total Pages: 31
  • Publisher: Someoneリバネス出版
• [Book] 研究者が教える動物飼育第 2巻 (2012)
  • Author(s): 尾崎まみこ他
  • Total Pages: 224
  • Publisher: 共立出版
• [Book] 「化学受容の科学」東原和成編 (2012)
  • Author(s): 谷村禎一
  • Publisher: 化学同人
• [Book] Auditory cortex in guinea pigs: subfield organization and functional domains. In "Auditory Cortex: Anatomy, Functions and Disorders", Chapter4, ed: Mounya Elhilali (2012)
  • Author(s): Song, W.-J., Nishimura, M., Saitoh, K
  • Total Pages: 73-82
  • Publisher: Nova Science Publishers, Inc
• [Book] ClinicalNeuroscience (2012)
  • Author(s): 前島裕子、Udval Sedbazar、矢田俊彦
  • Total Pages: 2,181-183
  • Publisher: 中外医学社
• [Book] 「からだと病気のしくみ図鑑」監修 (2012)
  • Author(s): 矢田俊彦
  • Total Pages: 5,107-161
  • Publisher: 法研
• [Book] ペプチド医薬の最前線 (2012)
  • Author(s): 井田隆徳、児島将康、加藤丈司
  • Total Pages: 5
  • Publisher: シーエムシー出版
• [Book] グリシン受容体の構造と機能」臨床神経科学 (Vol.30)12月号 (2012)
  • Author(s): 平田普三
  • Total Pages: 1352-1354
  • Publisher: 日本神経学会
• [Book] 「匂いと感覚を結ぶメカニズム」香料 256 (2012)
  • Author(s): 小早川高
  • Total Pages: 9
  • Publisher: 日本香料協会
• [Book] 行動遺伝学入門:動物とヒトの"こころ"の科学 (2011)
  • Author(s): 和多和宏小出剛・山元大輔編著
  • Total Pages: 217
  • Publisher: 裳華房
• [Book] 次世代バイオミメティクスの最前線 (2011)
  • Author(s): 尾崎まみこ他
  • Total Pages: 232
  • Publisher: シーエムシー出版
• [Book] 社会性昆虫の進化生物学 (2011)
  • Author(s): 尾崎まみこ他
  • Total Pages: 477
  • Publisher: 海游舎
• [Book] 日本薬理学雑誌 (2011)
  • Author(s): 前島裕子、Sedbazar Udval、岩崎有作、高野英介、矢田俊彦
  • Total Pages: 4,162-165
  • Publisher: 金芳堂日本薬理学会誌出版部
• [Book] 実験医学 (2011)
  • Author(s): 前島裕子、矢田俊彦
  • Total Pages: 2,1240-1241
  • Publisher: 羊土社
• [Book] 行動遺伝学入門動物とヒトの"こころ"の科学 (2011)
  • Author(s): 岩里琢治
  • Total Pages: 14
  • Publisher: 裳華房
• [Book] < seriesモデル動物利用マニュアル>疾患モデルの作製と利用-脳・神経疾患 (2011)
  • Author(s): 岩里琢治、糸原重美
  • Total Pages: 12
  • Publisher: LIFE-SCIENCE INFORMATION CENTER
• [Book] <seriesモデル動物利用マニュアル>疾患モデルの作製と利用-脳・神経疾患 (2011)
  • Author(s): 岩里琢治
  • Total Pages: 11
  • Publisher: LIFE-SCIENCE INFORMATION CENTER
• [Book] 「匂いに対する先天的な恐怖反応を制御する嗅覚神経回路の発見」生化学みにれびゅ83 (2011)
  • Author(s): 小早川高、小早川令子
  • Total Pages: 5
  • Publisher: (社) 日本生化学会
• [Book] 小早川高、小早川令子「嗅覚系による情動や行動の制御メカニズム」 Annual Review神経 2011 (2011)
  • Author(s): 小早川高、小早川令子
  • Total Pages: 6
  • Publisher: 中外医学社
• [Book] 「脳科学の教科書」岩波ジュニア新書 (2011)
  • Author(s): 吉原良浩、入来篤史、加藤忠史
  • Total Pages: 225
  • Publisher: 岩波書店
• [Book] Computational Inferences on Alteration of Neurotransmission in Chemotaxis Learning in Caenorhabditis elegans, In: Diamantaras, K., Duch, W., and Iliadis, L.S. (Eds.), Artificial Neural Networks -ICANN 2010, Lecture Notes in Computer Science (2010)
  • Author(s): Suzuki, M., Sakashita, T., Tsuji, T., and Kobayashi, Y
  • Total Pages: 6352, 291-300
• [Book] 「嗅覚の分子機構」 Clinical Neuroscience 28 (2010)
  • Author(s): 小早川高、小早川令子
  • Total Pages: 3
• [Book] 「動物の多様な生き方 第2 巻」共立出版 (2009)
  • Author(s): 石田 裕幸,尾崎 まみこ他
  • Total Pages: 262
  • Publisher: 中外医学社
• [Book] 「マウスの匂いに対する先天的な情動や行動を制御する神経回路の発見」Aroma Research 10 (2009)
  • Author(s): 小早川高、小早川令子
  • Total Pages: 6
  • Publisher: フレグランスジャーナル社
• [Book] 「哺乳類の匂いに対する情動を先天的に制御する神経回路の発見」医学のあゆみ232 (2009)
  • Author(s): 小早川高、小早川令子
  • Total Pages: 7
  • Publisher: 医歯薬出版
• [Book] Molecular genetic dissection of the zebrafish olfactory system. In " Chemosensory Systems in Mammals, Fishes, and Insects" (edited by W. Meyerhof and S. Korsching) (2009)
  • Author(s): Yoshihara, Y
  • Total Pages: 261, 97-120
  • Publisher: Springer
• [Book] 遺伝子と経験が作る神経回路。現代生物科学入門,第4巻,神経生物学(浅島誠編) (2009)
  • Author(s): 岡本仁
  • Total Pages: 198
  • Publisher: 岩波書店
• [Book] A Novel Tuning Method for Neural Oscillators with a Ladder-like Structure based on Oscillation Analysis, In: Diamantaras, K., Duch, W., and Iliadis, L.S. (Eds.), Artificial Neural Networks -ICANN 2010, Lecture Notes in Computer Science
  • Author(s): Hattori, Y., Suzuki, M., Soh, Z., Kobayashi, Y., and Tsuji, T
  • Total Pages: 6352, 401-410
  • Publisher: Springer
• [Remarks] 新学術領域研究 神経系の動作原理を明らかにするためのシステム分子行動学
  • URL: http://molecular-ethology.jp/
• [Remarks]
  • URL: http://www.molecular-ethology.jp/
• [Remarks] 領域ホームページ
  • URL: http://www.molecular-ethology.jp/
• [Remarks] C.エレガンスシナプス結合データベースおよびオンラインツール(岩崎唯史、新貝鉚蔵)
  • URL: http://ims.dse.ibaraki.ac.jp/ccep/
• [Remarks]
  • URL: http://www.molecular-ethology.jp/
• [Remarks]
  • URL: http://www.molecular-ethology.jp/
• [Remarks]
  • URL: http://molecular-ethology.jp/
• [Patent(Industrial Property Rights)] 情動の計測方法 (2013)
  • Inventor(s): 小早川高、小早川令子、曽我朋義
  • Industrial Property Rights Holder: 公益財団法人大阪バイオサイエンス研究所
  • Industrial Property Number: 特許、特願2013-094653
  • Filing Date: 2013-04-26
  • Application Year: 2013
• [Patent(Industrial Property Rights)] 水質検査システムおよび魚類監視システム (2013)
  • Inventor(s): 辻 敏夫、曽 智、栗田雄一、宮本健太郎
  • Industrial Property Number: 特願2013-051916
  • Filing Date: 2013-03-14
  • Application Year: 2013
• [Patent(Industrial Property Rights)] 恐怖又は不安の計測システム (2012)
  • Inventor(s): 小早川高、小早川令子
  • Industrial Property Rights Holder: 公益財団法人大阪バイオサイエンス研究所
  • Industrial Property Number: 特許、特願2012-256514
  • Filing Date: 2012-11-22
  • Application Year: 2012
• [Patent(Industrial Property Rights)] 非線形光学顕微鏡 (2012)
  • Inventor(s): 中井淳一(埼玉大学)、大出孝博(株式会社フォブ)
  • Industrial Property Rights Holder: 埼玉大学、株式会社フォブ
  • Industrial Property Number: 特願2012-197366
  • Filing Date: 2012-09-07
  • Application Year: 2012
• [Patent(Industrial Property Rights)] 赤色蛍光蛋白質を用いたカルシウムセンサー蛋白質 (2012)
  • Inventor(s): 大倉正道、中井淳一
  • Industrial Property Rights Holder: 埼玉大学
  • Industrial Property Number: 特願2012-137434
  • Filing Date: 2012-06-19
  • Application Year: 2012
• [Patent(Industrial Property Rights)] ショウジョウバエ由来生理活性ペプチドdRYamide (2012)
  • Inventor(s): 井田隆徳、児島将康
  • Industrial Property Number: 特願2012-70356
  • Filing Date: 2012-03-26
  • Application Year: 2012
• [Patent(Industrial Property Rights)] 肥満・メタボリックシンドローム治療薬、及びその動物の治療方法 (2011)
  • Inventor(s): 矢田俊彦(届出・代表)、前島裕子、岩崎有作
  • Industrial Property Rights Holder: 自治医科大学
  • Industrial Property Number: 特許、特願2011-271652
  • Filing Date: 2011-12-12
  • Application Year: 2011
• [Patent(Industrial Property Rights)] 食欲調整剤、治療薬、健康食品、動物用飼料、及び食欲調整方法 (2011)
  • Inventor(s): 矢田俊彦(届出・代表)、栗田英治、シューカイ
  • Industrial Property Rights Holder: 自治医科大学
  • Industrial Property Number: 特許、特願2011-177985
  • Filing Date: 2011-08-16
  • Application Year: 2011
• [Patent(Industrial Property Rights)] 動物用忌避剤 (2011)
  • Inventor(s): 小早川高、小早川令子
  • Industrial Property Rights Holder: 公益財団法人大阪バイオサイエンス研究所・脳科学香料株式会社
  • Industrial Property Number: 特許、PCT/JP2011/052652
  • Filing Date: 2011-02-08
  • Application Year: 2011
• [Patent(Industrial Property Rights)] 特定部位のアミノ酸を置換した緑色蛍光蛋白質またはそのホモログを用いたカルシウムセンサー蛋白質 (2010)
  • Inventor(s): 大倉正道、中井淳一
  • Industrial Property Rights Holder: 埼玉大学
  • Industrial Property Number: 特願2010-232788
  • Filing Date: 20100000
  • Application Year: 2010
• [Patent(Industrial Property Rights)] 特定部位のアミノ酸を置換した緑色蛍光蛋白質またはそのホモログを用いたカルシウムセンサー蛋白 (2009)
  • Inventor(s): 中井淳一、大倉正道
  • Industrial Property Rights Holder: 埼玉大学
  • Industrial Property Number: 特願2009-289789
  • Filing Date: 2009-12-21
  • Application Year: 2009
• [Patent(Industrial Property Rights)] タンパク質の翻訳後修飾の検出・定量用プローブ (2009)
  • Inventor(s): 佐藤守俊,高橋浩治
  • Industrial Property Rights Holder: 東京大学
  • Industrial Property Number: 特許、特願2009-247098
  • Filing Date: 2009-10-27
  • Application Year: 2009
• [Patent(Industrial Property Rights)] 一分子型プローブ及びその利用 (2009)
  • Inventor(s): 金誠培,佐藤守俊,田尾博明
  • Industrial Property Rights Holder: 産業技術総合研究所,東京大学
  • Industrial Property Number: 特許、特願2009-200413
  • Filing Date: 2009-08-31
  • Application Year: 2009
• [Patent(Industrial Property Rights)] 超高輝度で安定な人工生物発光酵素 (2009)
  • Inventor(s): 金誠培,佐藤守俊,田尾博明
  • Industrial Property Rights Holder: 産業技術総合研究所東京大学
  • Industrial Property Number: 特許、特願2009-101025
  • Filing Date: 2009-04-16
  • Application Year: 2009