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Neural mechanisms of information integration and decision-making in the higher center of insect brains

Research Project

Project/Area Number 19H02968
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 39050:Insect science-related
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

KIYA TAKETOSHI  金沢大学, 生命理工学系, 准教授 (90532309)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2019: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000)
Keywordsカイコ / ショウジョウバエ / 昆虫 / 性決定 / 脳 / doublesex / fruitless / Hr38 / 性差 / スプライシング / Masc / IMP / 神経活動 / 性フェロモン / フェロモン / IEG / 光遺伝学 / カイコガ / 初期応答遺伝子 / 性行動
Outline of Research at the Start

本研究は、昆虫の脳高次中枢における行動決断の神経機構とその神経回路の進化の解明を目的としている。さらにカイコガ脳には性行動の神経回路を規定する新規な分子機構が存在すると予想されるので、この分子経路および関与する新規な遺伝子の同定も目的としている。本研究により、動物の脳に共通に認められる、様々な感覚情報を手掛かりに行動を決断する神経機構とその進化的基盤について、その一端を解明する。

Outline of Final Research Achievements

We investigated the mechanisms by which animals accurately receive and recognize information from the environment and respond by appropriate behavior. We investigated the higher centers of the insect brain and analyzed the mechanism by which sex pheromone information is integrated in the brain using silkmoths and vinegar flies, focusing on doublesex and fruitless, genes involved in sex determination in the brain. In Drosophila, we focused on the aSP2 neuron cluster and investigated its neural activity and function in sexual behavior. In the silkmoths, we analyzed gene expression, knockout and knockin lines. We also found candidate genes that determine the sex of the silkmoth brain.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

昆虫が環境からの情報に適切に応答する神経メカニズムの一端を明らかにした。また、カイコガの脳の性を決定する新たな遺伝子の候補を発見することが出来た。本研究は、昆虫の脳がどのような機構で作動するかといった基本概念や、昆虫の脳の性決定がどのように進化してきたのかといった疑問の一端を解き明かす、学術的に意義のあるものである、また、地球上で最も繁栄している生物である昆虫を模倣することで、環境に適応した新規技術の開発に繋がる可能性があり、SDGsの達成という観点において社会的意義のある研究である。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (13 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Identification and characterization of sexually dimorphic neurons that express the sex-determining gene doublesex in the brain of silkmoth Bombyx mori.2021

    • Author(s)
      Nakata M, Kikuchi Y, Iwami M, Takayanagi-Kiya S, Kiya T.
    • Journal Title

      Insect Biochem Mol Biol.

      Volume: 129 Pages: 103518.

    • DOI

      10.1016/j.ibmb.2021.103518.

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] CRISPR-Cas13d によるカイコ内在性遺伝子のノックダウン2021

    • Author(s)
      國生 龍平・木矢 剛智
    • Organizer
      令和4年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] フリップアウト法によるカイコガ脳における単一細胞ラベル法の確立2021

    • Author(s)
      上野 真純・叶田 貴之・岩見 雅史・木矢 星歌・木矢 剛智
    • Organizer
      令和4年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Splitシステムを利用した活動依存的神経回路ラベル法の高度化2021

    • Author(s)
      木矢 剛智
    • Organizer
      第92回日本動物学会年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Splitシステムを利用した活動依存的神経回路ラベル法の高度化2021

    • Author(s)
      木矢 剛智
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] カイコガにおけるfruitlessホモログ遺伝子の発現および機能解析2021

    • Author(s)
      上野 真純, 中田 匡美, 岩見 雅史, 木矢 星歌, 木矢 剛智
    • Organizer
      令和3年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] メスのショウジョウバエの脳で性行動時に活動した神経回路の初期応答遺伝子を利用した可視化2020

    • Author(s)
      木矢 剛智
    • Organizer
      第91回日本動物学会年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] メスのショウジョウバエの脳で性行動時に活動した神経回路の初期応答遺伝子を利用した可視化2020

    • Author(s)
      木矢 剛智
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] カイコガにおけるfruitlessホモログ遺伝子の発現および機能解析2019

    • Author(s)
      上野 真純, 中田 匡美, 岩見 雅史, 木矢 星歌, 木矢 剛智
    • Organizer
      令和2年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規な神経活動マーカー遺伝子stripeを利用した ショウジョウバエの神経回路の可視化と操作 による社会的文脈依存的行動の神経基盤の解析2019

    • Author(s)
      木矢 星歌,塩谷 捺美,西内 巧,岩見 雅史,木矢 剛智
    • Organizer
      日本動物学会第90回大阪大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] カイコガの性フェロモンに応 答する神経回路の活動依 存的な可視化及び操作2019

    • Author(s)
      山田 裕果,原 千穂, 菊地 佑介,岩見 雅史, 木矢 剛智
    • Organizer
      日本動物学会第90回大阪大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] カイコガにおけるfruitless ホモログ遺伝子の発現及び 機能解析2019

    • Author(s)
      上野 真純,中田 匡美, 岩見 雅史,木矢 星歌, 木矢 剛智
    • Organizer
      日本動物学会第90回大阪大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 神経活動依存的に発現する遺伝子Hr38はfruitless神経回路において長期求愛記憶の形成を促進する2019

    • Author(s)
      木矢 星歌, 坂本 沙紀, 岩見 雅史, 木矢 剛智
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis of neural mechanisms of Drosophila male courtship behavior by activity-dependent visualization and manipulation of neural circuits using an immediate early gene stripe2019

    • Author(s)
      Seika Takayanagi-Kiya, Natsumi Shioya, Takumi Nishiuchi, Masafumi Iwami, Taketoshi Kiya
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://kiya.w3.kanazawa-u.ac.jp/

    • Related Report
      2019 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2025-11-20  

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