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アゲハチョウ視覚中枢における色対比機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 16J07688
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
研究機関総合研究大学院大学

研究代表者

Chen PeiーJu (2017-2018)  総合研究大学院大学, 先導科学研究科, 特別研究員(DC1)

CHEN PEIーJU (2016)  総合研究大学院大学, 先導科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2018年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2017年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2016年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードbutterfly / electrophysiology / histaminergic channel / immunohistochemistry / lamina monopolar cell / photoreceptor / spectral opponency / color vision / vision / insect / optic lobe / histamine channel / synapse
研究実績の概要

Spectral opponent responses have been observed at the level of photoreceptors in butterflies. To explain its mechanism, I proposed a “histamine hypothesis”: the opponency may be attributed to the antagonistic interaction between photoreceptors via the activation of histaminergic channels.
Immunolocalization on histamine-gated chloride channels in Papilio xuthus suggested that the lamina monopolar cells (LMCs) and photoreceptors express PxHCLA and PxHCLB, respectively. Using sharp microelectrode recording with current injections, the responses of both LMCs and spectrally opponent photoreceptors could be reversed when the membrane potential was close to the equilibrium potential of chloride ions.
Intracellular recording in the lamina showed that LMCs are divided into non-spectrally opponent and spectrally opponent ones. The former includes three spectrally heterogeneous classes, which are ommatidial type dependent. It suggests that LMCs seem to integrate chromatic signals from the photoreceptors in the same ommatidium via PxHCLA. I also correlated LMC spectral types with morphological types. The findings of spectrally opponent LMCs and variable spectral classes provide a new insight into the role of LMCs in color signaling circuitry. In addition, several classes of spectrally opponent photoreceptors were recorded. The recorded opponent responses can be well explained by the ommatidial type-specific inter-photoreceptor synaptic connections via PxHCLB. The results presented in this project will be a springboard for future studies of early chromatic processing in insects.

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] University of Ljubljana(スロベニア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Immunolocalization suggests a role of the histamine-gated chloride channel PxHCLB in spectral opponent processing in butterfly photoreceptors2018

    • 著者名/発表者名
      Chen Pei-Ju、Matsushita Atsuko、Wakakuwa Motohiro、Arikawa Kentaro
    • 雑誌名

      Journal of Comparative Neurology

      巻: 527 号: 4 ページ: 753-766

    • DOI

      10.1002/cne.24558

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Physiological responses of ionotropic histamine receptors, PxHCLA and PxHCLB, to neurotransmitter candidates in a butterfly, Papilio xuthus2018

    • 著者名/発表者名
      Akashi Hiroshi D.、Chen Pei-Ju、Akiyama Tokiho、Terai Yohey、Wakakuwa Motohiro、Takayama Yasunori、Tominaga Makoto、Arikawa Kentaro
    • 雑誌名

      The Journal of Experimental Biology

      巻: 221 ページ: 2234-2242

    • DOI

      10.1242/jeb.183129

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The More, the Better? A Butterfly with 15 Kinds of Light Sensors in Its Eye2018

    • 著者名/発表者名
      Pei-Ju Chen, Finlay J Stewart, Kentaro Arikawa
    • 雑誌名

      Frontiers for Young Minds

      巻: 6 ページ: 70-70

    • DOI

      10.3389/frym.2017.00070

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Lamelloplasts and minichloroplasts in Begoniaceae: iridescence and photosynthetic functioning2018

    • 著者名/発表者名
      Pao Shang-Hung、Tsai Ping-Yun、Peng Ching-I、Chen Pei-Ju、Tsai Chi-Chu、Yang En-Cheng、Shih Ming-Chih、Chen Jiannyeu、Yang Jun-Yi、Chesson Peter、Sheue Chiou-Rong
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: - 号: 4 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1007/s10265-018-1020-2

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Spectral information processing in the lamina of a butterfly, Papilio xuthus2019

    • 著者名/発表者名
      Arikawa K, Chen PJ, Belusic G, Kinoshita M, Matsushita A, Stewart F
    • 学会等名
      Color Vision: Circuits and Behavior
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Examination of the histamine hypothesis for a mechanism underlying photoreceptor spectral opponency in the Papilio butterfly2018

    • 著者名/発表者名
      Chen PJ, Belusic G, Matsushita A, Arikawa K
    • 学会等名
      International Congress of Neuroethology (ICN 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A comparative view on the distribution of histaminergic channels underlying color processing in fly and butterfly visual systems2018

    • 著者名/発表者名
      Chen PJ, Matsushita A, Arikawa K
    • 学会等名
      The 39th Annual Meeting of Taiwan Entomological Society
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Neuronal circuitry for achromatic and chromatic vision in the lamina of Papilio2018

    • 著者名/発表者名
      Chen PJ, Belusic G, Matsushita A, Arikawa K
    • 学会等名
      The 40th Annual Meeting of the Japanese Society for Comparative Physiology and Biochemistry
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Electrophysiological analysis of visual secondary neurons in the Papilio lamina2018

    • 著者名/発表者名
      Chen Pei-Ju、Belusic Gregor、Arikawa Kentaro
    • 学会等名
      2018 Congress of Animal Behavior and Ecology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Neural mechanism and functional simulation of photoreceptor spectral opponency in butterflies2017

    • 著者名/発表者名
      Chen PJ, Matsushita A, Ohtsuki H, Sasaki A, Arikawa K
    • 学会等名
      Congress of Animal Behavior and Ecology
    • 発表場所
      Kaohsiung, Taiwan
    • 年月日
      2017-01-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Examination of the histamine hypothesis for a mechanism underlying photoreceptor spectral opponency in the Papilio butterfly2017

    • 著者名/発表者名
      Chen Pei-Ju、Akashi Hiroshi、Matsushita Atsuko、Arikawa Kentaro
    • 学会等名
      The 38th Annual Meeting of Taiwan Entomological Society
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Immunolocalization of histamine-gated chloride channels in the Papilio medulla2017

    • 著者名/発表者名
      Chen Pei-Ju、Matsushita Atsuko、Arikawa Kentaro
    • 学会等名
      The 39th Annual Meeting of the Japanese Society for Comparative Physiology and Biochemistry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Responses of histamine-gated chloride channels to neurotransmitter candidates in the visual system of Papilio xuthus2017

    • 著者名/発表者名
      Akashi Hiroshi、Chen Pei-Ju、Akiyama Tokiho、Takayama Yasunori、Tominaga Makoto、Arikawa Kentaro
    • 学会等名
      The 88th Annual Meeting of the Zoological Society of Japan
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Physiological property and distribution of histamine-gated chloride channels in the visual system of a butterfly, Papilio xuthus2016

    • 著者名/発表者名
      Akashi H, Chen PJ, Akiyama T, Takayama Y, Tominaga M, Arikawa K
    • 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
      Okinawa, Japan
    • 年月日
      2016-11-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Immunoelectron microscopic localization of histamine-gated chloride channels in the visual system of Papilio xuthus2016

    • 著者名/発表者名
      Chen PJ, Matsushita A, Arikawa K
    • 学会等名
      The 37th Annual Meeting of Taiwan Entomological Society
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2016-10-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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