線虫をモデルとした自発行動制御の神経回路メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 15K14308
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 神経生理学・神経科学一般
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 安藤 恵子 埼玉大学, 理工学研究科, 特任教授 (40221741)
• 連携研究者: 中井 淳一 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (80237198) ; 大倉 正道 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (70369172) ; 高木 新 名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (90171420)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: イメージング / 線虫 / 神経回路 / カルシウムイメージング / G-CaMP

研究成果の概要

動物は自らの意思で自発的に行動するがその脳内機構はよく分かっていない。本研究は線虫の脳活動と行動を定量的に解析するための実験基盤の開発と自発行動の神経回路を明らかにすることを目的とした。自動追尾装置と高速スキャンレーザー顕微鏡を統合したイメージングシステムICaSTを開発した。ICaSTにより自由行動下の線虫のカルシウムイメージングを行い、自発後退運動に先行、随伴する神経活動を見出した。神経活動と行動の関連を解析するため光遺伝学操作とイメージングの同時計測システムを開発した。これらのシステムは線虫だけではなく他の動物の自発行動の神経回路とシナプス機構の研究にも有用であると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] A new platform for long-term tracking and recording of neural activity and simultaneous optogenetic control in freely behaving Caenorhabditis elegans (2017)
  • 著者名/発表者名: Gengyo-Ando K, Kagawa-Nagamura Y, Ohkura M, Fei X, Chen M, Hashimoto K, Nakai J
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience Methods 巻: 印刷中 ページ: 56-68
  • DOI: 10.1016/j.jneumeth.2017.05.017
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Distinct roles of the two VPS33 proteins in the endolysosomal system in Caenorhabditis elegans (2016)
  • 著者名/発表者名: Gengyo-Ando K, Kage-Nakadai E, Yoshina S, Otori M, Kagawa-Nagamura Y, Nakai J, Mitani S
  • 雑誌名: Traffic 巻: 17 号: 11 ページ: 1197-1213
  • DOI: 10.1111/tra.12430
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Characterization of HAF-4- and HAF-9-localizing organelles as distinct organelles in Caenorhabditis elegans intestinal cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tanji T, Nishikori K, Haga S, Kanno Y, Kobayashi Y, Takaya M, Gengyo-Ando K, Mitani S, Shiraishi H, Ohashi-Kobayashi A.
  • 雑誌名: BMC Cell Biology 巻: 17 号: 1 ページ: 4-4
  • DOI: 10.1186/s12860-015-0076-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Generation and imaging of transgenic mice that express G-CaMP7 under a tetracycline response element (2015)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Sato, Masako Kawano, Masamichi Ohkura, Keiko Gengyo-Ando, Junichi Nakai and Yasunori Hayashi
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 未定 号: 5 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0125354
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rational design of a high-affinity, fast, red calcium indicator R-CaMP2. (2015)
  • 著者名/発表者名: Inoue M, Takeuchi A, Horigane S, Ohkura M, Gengyo-Ando K, Fujii H, Kamijo S, Takemoto-Kimura S, Kano M, Nakai J, Kitamura K, Bito H
  • 雑誌名: Nat Methods 巻: 12 号: 1 ページ: 64-70
  • DOI: 10.1038/nmeth.3185
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] カルシウムシグナル (2015)
  • 著者名/発表者名: 安藤恵子、中井淳一
  • 雑誌名: 生体の科学 巻: 66 ページ: 388-388
• [学会発表] CDG (先天性グリコシル化異常症 Congenital Disorders of Glycosylation)モデル生物としての線虫の有用性―DPAGT1(ALG7)遺伝子破壊株を中心とした解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 金氣 菜々子、松田 采子、出嶋 克史、村田 大輔、野村 和子、三谷 昌平、安藤 恵子、大倉 隆司、野村 一也
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] 生殖幹細胞の自己複製に必要な線虫 C. elegans GPIアンカー型タンパク質の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 力武 茉莉花、松田 采子、村田 大輔、出嶋 克史、野村 和子、三谷 昌平、安藤 恵子、中台 枝里子、田代 康介、野村 一也
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] 線虫C. elegansにおけるアセチルCoAトランスポーターの機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 任 建宇、村田 大輔、野村 和子、三谷 昌平、安藤 恵子、田代 康介、平林 義雄、金井 好克、Kanokporn Phetdee、野村 一也
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] Tyraminergic regulation of motor neurons: calcium imaging and optogenetic control in freely behaving C. elegans (2016)
  • 著者名/発表者名: Keiko Gengyo-Ando, Yuko Kagawa-Nagamura, Masamichi Ohkura, Koichi Hashimoto, Junichi Nakai
  • 学会等名: The joint meeting of the 22nd International Congress of Zoology and the 87th Meeting of the Zoological Society of Japan
  • 発表場所: OIST（沖縄県恩納村）
  • 年月日: 2016-11-14
  • 国際学会
• [学会発表] An optogenetic analysis of forward and backward locomotion in C. elegans (2016)
  • 著者名/発表者名: Takumi Sugioka, Naoya Toyoda, Keiko Gengyo-Ando, Junichi Nakai, Shin Takagi
  • 学会等名: CeNeuro2016
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2016-07-27
  • 国際学会
• [学会発表] Tyraminergic regulation of motor neuron activity in C. elegans/チラミンによる線虫運動ニューロン活動の制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 安藤 恵子、永村 ゆう子、大倉 正道、橋本 浩一、中井 淳一
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-07-18
• [学会発表] An optogenetic analysis of forward and backward locomotion in C. elegans/光遺伝学的操作による線虫C. elegasnsの前後運動の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 椙岡 拓己、豊田 直弥、安藤 恵子、中井 淳一、高木 新
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-07-18
• [学会発表] G-CaMP7発現マウス大脳皮質脳細胞活動の細胞-領野スケール長期イメージング実験解析法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 茂木 優貴、安藤 恵子、沖 篤志、岩井 陽一、毛内 拡、平瀬 肇、大倉 正道、中井 淳一
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド （兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] 線虫C. elegansを用いた難治性てんかん責任遺伝子の機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岩瀬奏絵、永村ゆう子、中井淳一、安藤恵子
  • 学会等名: 第133回 日本薬理学会関東部会
  • 発表場所: 柏の葉カンファレンスセンター（千葉県柏市）
  • 年月日: 2015-10-10
• [学会発表] 超高速赤色カルシウムインディケーターの合理的設計による開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 井上昌俊、竹内敦也、堀金慎一郎、大倉正道、安藤恵子、藤井哉、上條諭志、竹本―木村さやか、狩野方伸、中井淳一、喜多村和郎、尾藤晴彦
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場 （兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-07-28
• [学会発表] Neuronal mechanisms for C. elegans olfactory navigation revealed by a highly integrated microscope system (2015)
  • 著者名/発表者名: Tanimoto, Y., Yamazoe, A., Fujita, K., Kawazoe, Y., Miyanishi, Y., Yamazaki, S., Gengyo-Ando, K., Nakai, J., Fei, X., Iwasaki, Y., Hashimoto, K., & Kimura, K
  • 学会等名: 20th International Worm Meeting
  • 発表場所: University of California, USA
  • 年月日: 2015-06-24
  • 国際学会
• [備考] 埼玉大学脳末梢科学研究センター ホームページ
  • URL: http://subsi.saitama-u.ac.jp/
• [備考] 埼玉大学脳末梢科学研究センター ホームページ
  • URL: http://subsi.saitama-u.ac.jp/index.html
• [産業財産権] 線虫を用いた物質の生理活性評価法 (2017)
  • 発明者名: 安藤恵子、中井淳一
  • 権利者名: 安藤恵子、中井淳一
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2017-026712
  • 出願年月日: 2017-02-16