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線虫の追尾・神経活性測定システムを用いた神経回路の情報処理機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 11J55102
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 神経科学一般
研究機関東京大学

研究代表者

小田 茂和  東京大学, 大学院・理学系研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
700千円 (直接経費: 700千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードイメージング / C. elegans / 神経回路 / 化学走性
研究概要

東北大学大学院情報科学研究科システム情報科学専攻の橋本教授率いるグループ、(株)ホークビジョン及び(株)オリンパスと共同して既にイメージングトラッキングを構築した。動いている線虫を追尾してカメラの視野内に入れるため、ホークビジョン製の電動ステージをオリンパスの正立顕微鏡(BX51)に取り付けた。追尾のためのプログラムは橋本教授のグループから提供して頂いた。一方で、蛍光イメージングのためのCCDカメラは2つの候補に絞って検討した。結果、イメージングトラッキングにおける蛍光イメージングにはEMCCDカメラにDual Viewを取り付けるセットアップを用いることに決定した。
構築したイメージングトラッキングでは、線虫がZ軸方向へ動かれると視野から外れてしまうし、刺激を加えにくいという問題がある。これを解決するために刺激を制御できるPDMSチップの中に線虫を入れることにした(自由に動き回れる状態になっている)。デザインはAbrecht DR & Bargmann CIによって報告されたものを用い、論文に記載されている通りにセットアップして導入を行った。
まずは高浸透圧を受容するASH感覚ニューロンに、カルシウムインディケーターであるGCaMP3とマーカとして同時に赤色蛍光タンパク質mCherryを発現する株を作製した。これを構築したイメージングトラッキングに用いて刺激を加えたところ、自由に動いている線虫のCa^<2+>神経応答を測定することに成功した。これによりイメージングトラッキングの構築が完了したことになる。更に、ASER感覚ニューロンに特異的にGCaMP3/mCherryが発現する株を作製した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

システムの構築については新たな技術であり手探り状態であったが、光学系やトラッキングシステムという難しいレイアウトについてよく検討して構築した。さらに、線虫の環境をコントロールした状態で観察するため、PDMSチップの構築、デバイスの処理、液流の制御などについて工夫をこらして完成させた。

今後の研究の推進方策

今後は、構築したイメージングトラッキングシステムを利用して線虫の神経回路の解析を行う。ASERにインディケーターが発現する株だけでなく下流のニューロンで発現する株も作製し、このシステムに用いる。それにより、塩の化学走性を示している際のニューロンの活性と行動の直接の相関を得る。

報告書

(1件)
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Odour concentration-dependent olfactory preference change in C.elegans2012

    • 著者名/発表者名
      Kazushi Yoshida
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 3 号: 1 ページ: 739-739

    • DOI

      10.1038/ncomms1750

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neuronal plasticity regulated by the insulin-like signaling pathway underlies salt chemotaxis learning in Caenorhabditis elegans2011

    • 著者名/発表者名
      小田茂和、富岡征大、飯野雄一
    • 雑誌名

      Journal of Neurophysiology

      巻: 106 号: 1 ページ: 301-308

    • DOI

      10.1152/jn.01029.2010

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Dynamics of neural activities underlying salt chemotaxis learning in C.elegans2011

    • 著者名/発表者名
      小田茂和、富岡征大、飯野雄一
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2011-12-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-12-12   更新日: 2024-03-26  

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