ショウジョウバエ聴覚馴化システムをモデルとした記憶ダイナミズムの共通原理の解明

• 研究領域: 多様性から明らかにする記憶ダイナミズムの共通原理
• 研究課題/領域番号: 25115007
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 上川内 あづさ 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (00525264)
• 研究期間 (年度): 2013-06-28 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 90,480千円 (直接経費: 69,600千円、間接経費: 20,880千円); 2017年度: 19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円); 2016年度: 19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円); 2015年度: 19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円); 2014年度: 16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円); 2013年度: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
• キーワード: 聴覚学習 / 神経回路機構 / 歌学習 / 聴覚可塑性 / 記憶 / 神経科学 / 神経回路地図 / 行動可塑性 / 行動制御

研究成果の概要

私たちはショウジョウバエをモデルとして、求愛歌の情報がどのように受け手の脳内に「記憶」として経時的に蓄積され、最終的な適応的行動発現を促すのか、という課題に挑んだ。まずは、求愛歌情報を処理する神経回路構造を理解するため、一次聴覚中枢に投射する神経細胞群を網羅的に同定し、投射様式を解明した。次に、求愛歌の聞き分け機構として、リズム選別を担う「フィードフォワードループ」と呼ばれる様式の神経回路を同定した。さらに、幼少期の聴覚経験がGABAを介して歌識別能力と性行動を成熟させることを見出した。以上、本研究により、求愛歌の情報処理と記憶を担う神経回路機構の新たな側面を発見した。

研究成果

• [国際共同研究] Janelia Research Campus(米国)
• [雑誌論文] Auditory experience controls the maturation of song discrimination and sexual response in Drosophila (2018)
  • 著者名/発表者名: Xiaodong Li, Hiroshi Ishimoto, Azusa Kamikouchi
  • 雑誌名: eLife 巻: 7
  • DOI: 10.7554/elife.34348
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] GABAergic local interneurons shape female fruit fly response to mating songs (2018)
  • 著者名/発表者名: Daichi Yamada, Hiroshi Ishimoto, Xiaodong Li, Tsunehiko Kohashi, Yuki Ishikawa, Azusa Kamikouchi
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 巻: 印刷中 号: 18 ページ: 4329-4347
  • DOI: 10.1523/jneurosci.3644-17.2018
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Anatomic and Physiologic Heterogeneity of Subgroup-A Auditory Sensory Neurons in Fruit Flies (2017)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa Yuki、Okamoto Natsuki、Nakamura Mizuki、Kim Hyunsoo、Kamikouchi Azusa
  • 雑誌名: Frontiers in Neural Circuits 巻: 11 ページ: 46-46
  • DOI: 10.3389/fncir.2017.00046
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Organization of projection neurons and local neurons of the primary auditory center in the fruit fly Drosophila melanogaster. (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsuo E, Seki H, Asai T, Morimoto T, Miyakawa H, Ito K, Kamikouchi A
  • 雑誌名: The Journal of comparative neurology 巻: 524 号: 6 ページ: 1099-1164
  • DOI: 10.1002/cne.23972
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The Nutrient-Responsive Hormone CCHamide-2 Controls Growth by Regulating Insulin-like Peptides in the Brain of Drosophila melanogaster. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sano H, Nakamura A, Texada MJ, Truman JW, Ishimoto H, Kamikouchi A, Nibu Y, Kume K, Ida T, Kojima M
  • 雑誌名: PLoS genetics 巻: 11 号: 9 ページ: e1005481-e1005481
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1005481
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Auditory system of fruit flies (2015)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa Y, Kamikouchi A
  • 雑誌名: Hearing research 巻: In Press ページ: 1-8
  • DOI: 10.1016/j.heares.2015.10.017
  • NAID: 120005868241
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of novel vibration- and deflection-sensitive neuronal subgroups in Johnston’s organ of the fruit fly. (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsuo E, Yamada D, Ishikawa Y, Asai T, Ishimoto H, Kamikouchi A
  • 雑誌名: Frontiers in Physiology 巻: 5 ページ: 179-179
  • DOI: 10.3389/fphys.2014.00179
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] ショウジョウバエ聴覚系の神経解剖学 (2018)
  • 著者名/発表者名: 上川内あづさ
  • 学会等名: 第１２３回日本解剖学会総会・日本学術総会
  • 招待講演
• [学会発表] Experience-dependent tuning of the auditory behavior in Drosophila (2017)
  • 著者名/発表者名: Li Xiaodong, Azusa Kamikouchi
  • 学会等名: The 4th Asia-Pacific Dorosophila Research Conference
  • 国際学会
• [学会発表] 求愛歌受容を担うショウジョウバエの聴覚システム (2017)
  • 著者名/発表者名: 上川内あづさ
  • 学会等名: 第89回日本遺伝学会
  • 招待講演
• [学会発表] Early auditory experience shapes the auditory response in fruit flies (Drosophila melanogaster) (2017)
  • 著者名/発表者名: 上川内あづさ
  • 学会等名: 日本比較生理生化学会第39回大会
• [学会発表] Auditory neural circuits in the fly brain (2017)
  • 著者名/発表者名: 上川内あづさ
  • 学会等名: From sender to receiver: physics and sensory ecology of hearing in insects and vertebrates
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Plasticity in the auditory behavior of fruit flies (2016)
  • 著者名/発表者名: N. Morimoto, A. Kamikouchi
  • 学会等名: 2016 Association for Research in Otolaryngology MidWinter Meeting
  • 発表場所: Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ，ＣＡ，ＵＳＡ
  • 年月日: 2016-02-20
  • 国際学会
• [学会発表] The central auditory pathways of fruit flies (2015)
  • 著者名/発表者名: Kamikouchi A
  • 学会等名: H27年度新学術領域研究国際シンポジウム
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2015-11-06
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Auditory neural circuit in the fruit-fly brain (2015)
  • 著者名/発表者名: E. Matsuo, H. Seki, T. Asai, T. Morimoto, H. Miyakawa, K. Ito, A. Kamikouchi
  • 学会等名: 第３８回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-07-28
• [学会発表] ショウジョウバエ聴覚系の神経回路ーショウジョウバエを使った研究から聴覚システムの動作原理を探るー (2015)
  • 著者名/発表者名: 上川内あづさ
  • 学会等名: 聴覚研究会
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学
  • 年月日: 2015-05-29
• [学会発表] Auditory neural pathways in the fly brain (2015)
  • 著者名/発表者名: Kamikouchi A
  • 学会等名: 3rd Asia-Pacific Drosophila Research Conference(APDRC)
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2015-05-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The organization of auditory neural circuits in the fruit-fly brain (2015)
  • 著者名/発表者名: Azusa Kamikouchi
  • 学会等名: 第８８回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2015-03-20
  • 招待講演
• [学会発表] Auditory plasticity induced by long-term sound exposure in Drosophila (2015)
  • 著者名/発表者名: Xiaodong Li, Hiroshi Ishimoto, Azusa Kamikouchi
  • 学会等名: Systems Neurobiology Spring School 2015
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2015-03-06
• [学会発表] Neuronal encoding of sound and gravity in the fruit fly (2015)
  • 著者名/発表者名: Azusa Kamikouchi
  • 学会等名: 2015 ARO Midwinter Meeting
  • 発表場所: Baltimore
  • 年月日: 2015-02-21
  • 招待講演
• [学会発表] ハエの「求愛歌」がコードする情報を脳はどのように読み解くのか？ (2014)
  • 著者名/発表者名: 上川内あづさ
  • 学会等名: 生命情報科学若手の会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2014-10-29
  • 招待講演
• [学会発表] Identification of a novel vibration and deflection center (2014)
  • 著者名/発表者名: Daichi Yamada, Eriko Matsuo, Yuki Ishikawa, Hiroshi Ishimoto, Azusa Kamikouchi
  • 学会等名: The 37th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-09-12
• [図書] Insect Hearing (Springer Handbook of Auditory Research) (2016)
  • 著者名/発表者名: Azusa Kamikouchi, Yuki Ishikawa
  • 総ページ数: 262
  • 出版者: Springer
• [図書] Insect Hearing (Springer Handbook of Auditory Research) (2016)
  • 著者名/発表者名: Daniel F. Eberl, Azusa Kamikouchi, Joerg T. Albert
  • 総ページ数: 262
  • 出版者: Springer
• [図書] 研究者が教える動物実験 第1巻―感覚― 第３章（１）音への応答行動を測る:求愛歌は効果あり?(キイロショウジョウバエ) (2015)
  • 著者名/発表者名: 石元広志、上川内あづさ
  • 総ページ数: 212
  • 出版者: 共立出版
• [図書] 研究者が教える動物実験 第1巻―感覚― 第３章（２）重力への応答行動を測る:ショウジョウバエは上に逃げる? (2015)
  • 著者名/発表者名: 松尾恵倫子、上川内あづさ
  • 総ページ数: 212
  • 出版者: 共立出版
• [図書] 動物行動の分子生物学 (新・生命科学シリーズ) (2014)
  • 著者名/発表者名: 久保健雄、上川内あづさ、竹内秀明、奥山輝大
  • 総ページ数: 180
  • 出版者: 裳華房
• [備考] ハエだって聞きなれた歌が好き♪ ～ヒトの言語学習のメカニズム解明につながる可能性も～
  • URL: http://www.nagoya-u.ac.jp/about-nu/public-relations/researchinfo/upload_images/20180320_sci_1.pdf
• [備考] わずかなリズムの違いを聞き分ける脳のしくみを発見♪
  • URL: http://www.bio.nagoya-u.ac.jp/files/topics/180417_Kamikouchi.pdf