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ニューロンの可視化、機能阻害及び変異体解析によるホヤ幼生の運動神経回路の解析

研究課題

研究課題/領域番号 09J00044
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 動物生理・行動
研究機関筑波大学

研究代表者

堀江 健生  筑波大学, 生命環境系, 助教

研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2011年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2010年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2009年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワードホヤ / 神経回路 / Gal4 / 遊泳運動 / ニューロン / 神経伝達物質 / Ca^<2+>イメージング / 突然変異体 / 変態 / Ga14 / ChR2 / NpHR
研究概要

本研究課題は神経系を構成する細胞数の少なさに着目し、ホヤ幼生に存在するニューロンの機能、特に遊泳運動に関するニューロンの機能を解明することを目標にしている。本年度はニューロンの活動イメージング、遊泳運動に異常のある突然変異体を得ることを目的とした変異体のスクリーニングを行った。
遊泳運動におけるニューロンの活動をイメージングすることを目的として、Ca^<2+>センサータンパク質である、GCaMP3,G-GECOをホヤ幼生の中枢神経系、及びモーターニューロンで発現させた。その結果、遊泳運動時の尾部の振りに合わせてG-CaMP3,G-GECOの蛍光が変化し、遊泳運動時における神経回路の活動をイメージングすることが出来た。今後、この実験系を用いて、様々なホヤ幼生の遊泳運動パターンを生み出す神経回路の活動パターンを明らかにする。
遊泳運動に異常のある突然変異体を得ることを目的として、Gal4エンハンサートラップ系統のスクリーニングを行い、神経系でGal4を発現するGal4エンハンサートラップ系統を多数単離した。このGal4エンハンサートラップ系統において、トランスポゾンの挿入箇所を決定したところ、約83%と非常に高い確率でエキソンや遺伝子のごく近傍にトランスポゾンが挿入されており、突然変異体の可能性が高いことが示唆された。得られたエンハンサートラップ系統のうち、幼生の視細胞に特異的なGal4系統であるGal4 ET L5について解析を行った。Gal4 ET L5はRNA結合タンパク質であるCi-musashiの3'UTRにトランスポゾンが挿入されていた。Gal4 ET L5のホモ個体を作製したが明確な表現型を得ることが出来なかった。幼若体の中枢神経系で最も強く発現するGal4 ET L6について解析を行った。Gal4 ET L6はMAPKの脱リン酸化酵素であるCi-DUSP1の5'UTRにトランスポゾンが挿入されていた。Gal4 ET L6のホモ個体を作製したところ、幼生では明確な表現型が得ることが出来なかったが、幼若体において心臓の収縮機構に異常が見られた。現在までに、遊泳運動変異体は単離できていないが、この変異体スクリーニングを継続することにより遊泳運動の変異体を単離することが出来ると期待している。

報告書

(3件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2012 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Cell lineage and cis-regulation for a unique GABAergic/glycinergic neuron type in the larval nerve cord of the ascidian Ciona intestinalis2012

    • 著者名/発表者名
      K.Nishitsuii
    • 雑誌名

      Development, Growth and Differentiation

      巻: 54 号: 2 ページ: 177-186

    • DOI

      10.1111/j.1440-169x.2011.01319.x

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Expression of neuropeptide- and hormone-encoding genes in the Ciona intestinalis larval brain2011

    • 著者名/発表者名
      M.Hamada
    • 雑誌名

      Developmental Biology

      巻: 352 号: 2 ページ: 202-214

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2011.01.006

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ependymal cells of chordate larvae are stem-like cells that form the adult nervous system.2011

    • 著者名/発表者名
      T, Horie
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 469 ページ: 525-528

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transposon-mediated enhancer detection reveals the location, morphology and number of the copular organs, putative hydrodynamic sensors, in the ascidian Ciona intestinalis.2010

    • 著者名/発表者名
      N, Ohta
    • 雑誌名

      Zoological Science

      巻: 27 ページ: 842-850

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Network structure of projections extending from peripheral neurons in tunic of ascidian larva2010

    • 著者名/発表者名
      Terakubo H
    • 雑誌名

      Developmental Dynamics

      巻: 239 ページ: 2278-2287

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Double-sex/mab3 related 1(dmrt-1) is essential for development of anterior neural plate derivatives in Ciona2010

    • 著者名/発表者名
      Tresser J
    • 雑誌名

      Development

      巻: 137 ページ: 2197-2203

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simple motor system of the ascidian larva-neuronal complex comprising putative cholinergic and GABAergic/glycinergic neurons2010

    • 著者名/発表者名
      T.Horie
    • 雑誌名

      Zoological Science 27

      ページ: 181-190

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distribution and structural diversity of cilia in tadpole lervae of the ascidian Ciona intestinalis2010

    • 著者名/発表者名
      A.Konno
    • 雑誌名

      Developmental Biology 337

      ページ: 42-62

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Tracing of the central nervous system of ascidian larva during metamorphosis with photoconvertible fluorescent protein kaede2011

    • 著者名/発表者名
      T Horie
    • 学会等名
      第49回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      兵庫県立大学(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] bHLH型転写因子Ptf1aはホヤ幼生のドーパミン作動性ニューロンの分化に必須である2010

    • 著者名/発表者名
      堀江健生
    • 学会等名
      BMB2010,第33回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2010-12-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Tracing of the central nervous system of ascidian larva during metamorphosis with photoconvertible fluorescent protein Kaede.2010

    • 著者名/発表者名
      T Horie
    • 学会等名
      第16回武田科学振興財団生命科学シンポジウム
    • 発表場所
      シェラトン都ホテル東京
    • 年月日
      2010-12-01
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Ptfla, a bHLH trancsription factor defines the dopaminergic neuralcell fate in ascidian larva2009

    • 著者名/発表者名
      Takeo Horie
    • 学会等名
      5^<th> Internatinal Tunicate Meeting
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター
    • 年月日
      2009-06-23
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2024-03-26  

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