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昆虫脳高次中枢における性フェロモン情報統合処理機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H05053
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 昆虫科学
研究機関金沢大学

研究代表者

木矢 剛智  金沢大学, 生命理工学系, 准教授 (90532309)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2018年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2016年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワードショウジョウバエ / カイコ / Hr38 / 神経活動 / 交尾行動 / fruitless / doublesex / 初期応答遺伝子 / カイコガ / dsx / 性行動 / 性フェロモン / 光遺伝学 / CRISPR / フェロモン
研究成果の概要

外界からの感覚情報に対し適切な行動によって反応することは、動物の生存や種の維持に重要である。昆虫の性フェロモンは、入力(感覚情報)と出力(性行動)が明確に対応している。本研究では、ショウジョウバエやカイコガの脳を対象に、神経活動依存的な神経回路の機能操作法を新規に確立し、性フェロモンや性行動の情報が脳で処理される経路の解明を目指した。これら昆虫のオスにおいて、性行動に伴って活動した神経回路を特異的にラベルし、さらにその神経回路を光遺伝学的手法によって再活性化する手法を確立した。さらにショウジョウバエでは新規に同定した神経回路が性行動のモチベーション制御に重要な役割を果たすことを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

昆虫は多様な生得的行動(本能行動)を示しますが、これらの行動がどのような神経回路の働きによって生み出されているのか不明な点が多く残されています。本研究では、モデル昆虫であるショウジョウバエやカイコガを用い、神経活動依存的に発現する遺伝子を利用し、神経回路を可視化・操作する技術を確立しました。本技術を用いて、昆虫の交尾行動時に活動が起きた神経細胞を可視化したり、光照射によって行動を制御することに成功しました。これらの知見は将来、さまざまな昆虫の生得的行動の神経基盤の解明および行動の制御に活用されることが期待されます。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件) 備考 (5件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] Activity-dependent visualization and control of neural circuits for courtship behavior in the fly Drosophila melanogaster.2019

    • 著者名/発表者名
      Seika Takayanagi-Kiya and Taketoshi Kiya
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

      巻: 116 号: 12 ページ: 5715-5720

    • DOI

      10.1073/pnas.1814628116

    • NAID

      120006605143

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mapping of courtship behavior-induced neural activity in the thoracic ganglia of silkmoth Bombyx mori by an immediate early gene, Hr382018

    • 著者名/発表者名
      Koudai Morishita, Masafumi Iwami, Taketoshi Kiya
    • 雑誌名

      Zoolog Sci.

      巻: 印刷中

    • NAID

      120006605144

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Refinement of ectopic protein expression through the GAL4/UAS system in Bombyx mori: application to behavioral and developmental studies2017

    • 著者名/発表者名
      6.Hara C, Morishita K, Takayanagi-Kiya S, Mikami A, Uchino K, Sakurai T, KanzakiR, Sezutsu H, Iwami M, Kiya T
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 11796-11796

    • DOI

      10.1038/s41598-017-12102-2

    • NAID

      120006370943

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification and Characterization of Novel Genes Expressed Preferentially in the Corpora Allata or Corpora Cardiaca During the Juvenile Hormone Synthetic Period in the Silkworm, Bombyx mori.2017

    • 著者名/発表者名
      Taguchi S, Iwami M, Kiya T.
    • 雑誌名

      Zoolog Sci.

      巻: 34(5) 号: 5 ページ: 398-405

    • DOI

      10.2108/zs170069

    • NAID

      120006370942

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mblk-1 Transcription Factor Family: Its Roles in Various Animals and Regulation by NOL4 Splice Variants in Mammals.2017

    • 著者名/発表者名
      Takayanagi-Kiya S, Kiya T, Kunieda T, Kubo T.
    • 雑誌名

      Int J Mol Sci.

      巻: 18(2) 号: 2 ページ: 246-246

    • DOI

      10.3390/ijms18020246

    • NAID

      120006226797

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 昆虫の生得的行動を制御する神経機構2018

    • 著者名/発表者名
      木矢 剛智
    • 学会等名
      第 11回北陸合同バイオシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 神経活動依存的な遺伝子発現を簡易に定量化できる手法の構築と新規な因子の網羅的スクリーニング2018

    • 著者名/発表者名
      八代 百合子、三木 文佳、佐藤 優希、岩見 雅史、木矢 剛智
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 神経活動依存的に発現する遺伝子Hr38を用いたショウジョウバエ脳において性行動時に活動した神経回路の可視化と操作2018

    • 著者名/発表者名
      木矢 星歌、木矢 剛智
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 神経活動依存的に発現する遺伝子Hr38はCREBの下流で長期記憶の形成を促進する2018

    • 著者名/発表者名
      坂本 沙紀、箕口 昌杜、大村 知世、岩見 雅史、木矢 剛智
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 昆虫の生得的行動を制御する神経機構2017

    • 著者名/発表者名
      木矢 剛智
    • 学会等名
      第3回ユニークな少数派実験動物を扱う若手が最先端アプローチを勉強する会~The 3rd Animal Geeks~
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 神経活動依存的に発現する遺伝子Hr38を用いたショウジョウバエ脳において性行動時に活動した神経回路の可視化と操作2017

    • 著者名/発表者名
      木矢 星歌,坂本 沙紀,岩見 雅史,木矢 剛智
    • 学会等名
      日本動物学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 神経活動依存的に発現する遺伝子Hr38 はCREB の下流で長期記憶の形成を促進する2017

    • 著者名/発表者名
      坂本 沙紀,箕口 昌杜,大村 知世,岩見 雅史,木矢 剛智
    • 学会等名
      日本動物学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 神経活動依存的な遺伝子発現を簡易に定量化できる手法の構築と新規な因子の網羅的スクリーニング2017

    • 著者名/発表者名
      八代 百合子,三木 文佳,佐藤 優希,岩見 雅史,木矢 剛智
    • 学会等名
      日本動物学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] カイコガの脳高次領域においてdoublesex は性特異的に発現する2017

    • 著者名/発表者名
      中田 匡美,岩見 雅史,木矢 剛智
    • 学会等名
      日本動物学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] PTTH 細胞の神経活動がカイコガ幼虫の脱皮タイミングを制御する機構の解析2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤 瑶子,岩見 雅史,木矢 剛智
    • 学会等名
      日本動物学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 神経活動依存的な遺伝子発現を簡易に定量化できる手法の構築と新規な因子の網羅的スクリーニング2017

    • 著者名/発表者名
      八代 百合子,三木 文佳,佐藤 優希,岩見 雅史,木矢 剛智
    • 学会等名
      北陸エピジェネティクス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 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2017

    • 著者名/発表者名
      木矢 星歌、塩谷 捺美、西内 巧、岩見 雅史、木矢 剛智
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 神経活動依存的な遺伝子発現を簡易に定量化できる手法の構築と新規な因子の網羅的スクリーニング2017

    • 著者名/発表者名
      八代 百合子,三木 文佳,佐藤 優希,岩見 雅史,木矢 剛智
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 神経活動依存的に発現する遺伝子Hr38 はCREB の下流で長期記憶の形成を促進する2017

    • 著者名/発表者名
      坂本 沙紀,箕口 昌杜,大村 知世,岩見 雅史,木矢 剛智
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Visualization and manipulation of neural circuit activated by courtship behavior in the brain of Drosophila melanogaster, using a neural activity marker gene, Hr382016

    • 著者名/発表者名
      Seika Takayanagi-Kiya, Masafumi Iwami, Taketoshi Kiya
    • 学会等名
      The Joint meeting of the 22nd International Congress of Zoology (ICZ) & the 87th meeting of the ZSJ
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Identification of stripe, the insect homolog of egr-1, as a novel immediate early gene in the brain of vinegar fly, Drosophila melanogaster2016

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Shioya, Seika Takayanagi-Kiya, Takumi Nishiuchi, Masafumi Iwami, Taketoshi Kiya
    • 学会等名
      The Joint meeting of the 22nd International Congress of Zoology (ICZ) & the 87th meeting of the ZSJ
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of the sexually dimorphic expression of doublesex2016

    • 著者名/発表者名
      Masami Nakata, Masafumi Iwami, Taketoshi Kiya
    • 学会等名
      The Joint meeting of the 22nd International Congress of Zoology (ICZ) & the 87th meeting of the ZSJ
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Neural activity-dependent regulation of insect development by PTTH neurons2016

    • 著者名/発表者名
      Youko Ito, Masafumi Iwami, Taketoshi Kiya
    • 学会等名
      The Joint meeting of the 22nd International Congress of Zoology (ICZ) & the 87th meeting of the ZSJ
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualization and manipulation of neural circuit activated by courtship behavior in the brain of Drosophila melanogaster, using a neural activity marker gene, Hr382016

    • 著者名/発表者名
      木矢剛智, 岩見雅史
    • 学会等名
      The 12th Japanese Drosophila Research Conference (JDRC12)
    • 発表場所
      立教大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 活動依存的な神経回路の可視化と操作2016

    • 著者名/発表者名
      木矢剛智
    • 学会等名
      昆虫ワークショップ2016 (第10回)
    • 発表場所
      富士箱根ランド
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 神経活動依存的に発現する遺伝子Hr38を用いたショウジョウバエ脳において性行動時に活動した神経回路の可視化と操作2016

    • 著者名/発表者名
      木矢剛智, 岩見雅史
    • 学会等名
      第39回神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Visualization and manipulation of neural circuit of insect brain using conserved immediate early genes.2016

    • 著者名/発表者名
      Taketoshi Kiya
    • 学会等名
      The Joint meeting of the 22nd International Congress of Zoology (ICZ) & the 87th meeting of the ZSJ
    • 発表場所
      沖縄科学技術大学院大学 OIST
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 神経活動依存的に発現する遺伝子Hr38を用いたショウジョウバエ脳において性行動時に活動した神経回路の可視化と操作2016

    • 著者名/発表者名
      木矢剛智, 岩見雅史
    • 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
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 昆虫の生得的行動を生み出す神経回路の新しい解析技術を確立!

    • URL

      https://www.kanazawa-u.ac.jp/rd/65392

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] eurekalert

    • URL

      https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-03/ku-nmf031319.php

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考]

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://ridb.kanazawa-u.ac.jp/public/detail.php?id=2397

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] 第22回国際動物学会シンポジウムOf flies and bees: comparative neuroethology from sensory perception to social behavior in two model specie2016

    • 発表場所
      沖縄科学技術大学院大学 OIST
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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