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昆虫脳高次中枢における情報統合と行動決断の神経機構

研究課題

研究課題/領域番号 19H02968
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分39050:昆虫科学関連
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) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
キーワードカイコ / ショウジョウバエ / 昆虫 / 性決定 / 脳 / doublesex / fruitless / Hr38 / 性差 / スプライシング / Masc / IMP / 神経活動 / 性フェロモン / フェロモン / IEG / 光遺伝学 / カイコガ / 初期応答遺伝子 / 性行動
研究開始時の研究の概要

本研究は、昆虫の脳高次中枢における行動決断の神経機構とその神経回路の進化の解明を目的としている。さらにカイコガ脳には性行動の神経回路を規定する新規な分子機構が存在すると予想されるので、この分子経路および関与する新規な遺伝子の同定も目的としている。本研究により、動物の脳に共通に認められる、様々な感覚情報を手掛かりに行動を決断する神経機構とその進化的基盤について、その一端を解明する。

研究成果の概要

動物が外界からの情報を正確に受容・認識し、適切な行動により反応する仕組みを調べた。具体的には、昆虫の脳の高次中枢に着目し、性フェロモンの情報が脳で統合される仕組みについて、カイコガとショウジョウバエを用いて解析した。脳の性決定に関わる遺伝子であるdoublesexとfruitlessに着目した。ショウジョウバエではaSP2という神経細胞群に着目して、神経活動の解析や性行動における機能を調べた。カイコガでは、遺伝子の発現解析・ノックアウト・ノックイン系統を用いた解析を行った。また、カイコガの脳の性を決定する遺伝子の候補を発見した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

昆虫が環境からの情報に適切に応答する神経メカニズムの一端を明らかにした。また、カイコガの脳の性を決定する新たな遺伝子の候補を発見することが出来た。本研究は、昆虫の脳がどのような機構で作動するかといった基本概念や、昆虫の脳の性決定がどのように進化してきたのかといった疑問の一端を解き明かす、学術的に意義のあるものである、また、地球上で最も繁栄している生物である昆虫を模倣することで、環境に適応した新規技術の開発に繋がる可能性があり、SDGsの達成という観点において社会的意義のある研究である。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (13件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Identification and characterization of sexually dimorphic neurons that express the sex-determining gene doublesex in the brain of silkmoth Bombyx mori.2021

    • 著者名/発表者名
      Nakata M, Kikuchi Y, Iwami M, Takayanagi-Kiya S, Kiya T.
    • 雑誌名

      Insect Biochem Mol Biol.

      巻: 129 ページ: 103518-103518

    • DOI

      10.1016/j.ibmb.2021.103518

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] CRISPR-Cas13d によるカイコ内在性遺伝子のノックダウン2021

    • 著者名/発表者名
      國生 龍平・木矢 剛智
    • 学会等名
      令和4年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] フリップアウト法によるカイコガ脳における単一細胞ラベル法の確立2021

    • 著者名/発表者名
      上野 真純・叶田 貴之・岩見 雅史・木矢 星歌・木矢 剛智
    • 学会等名
      令和4年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Splitシステムを利用した活動依存的神経回路ラベル法の高度化2021

    • 著者名/発表者名
      木矢 剛智
    • 学会等名
      第92回日本動物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Splitシステムを利用した活動依存的神経回路ラベル法の高度化2021

    • 著者名/発表者名
      木矢 剛智
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] カイコガにおけるfruitlessホモログ遺伝子の発現および機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      上野 真純, 中田 匡美, 岩見 雅史, 木矢 星歌, 木矢 剛智
    • 学会等名
      令和3年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] メスのショウジョウバエの脳で性行動時に活動した神経回路の初期応答遺伝子を利用した可視化2020

    • 著者名/発表者名
      木矢 剛智
    • 学会等名
      第91回日本動物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] メスのショウジョウバエの脳で性行動時に活動した神経回路の初期応答遺伝子を利用した可視化2020

    • 著者名/発表者名
      木矢 剛智
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] カイコガにおけるfruitlessホモログ遺伝子の発現および機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      上野 真純, 中田 匡美, 岩見 雅史, 木矢 星歌, 木矢 剛智
    • 学会等名
      令和2年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 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2019

    • 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
      日本動物学会第90回大阪大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] カイコガの性フェロモンに応 答する神経回路の活動依 存的な可視化及び操作2019

    • 著者名/発表者名
      山田 裕果,原 千穂, 菊地 佑介,岩見 雅史, 木矢 剛智
    • 学会等名
      日本動物学会第90回大阪大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] カイコガにおけるfruitless ホモログ遺伝子の発現及び 機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      上野 真純,中田 匡美, 岩見 雅史,木矢 星歌, 木矢 剛智
    • 学会等名
      日本動物学会第90回大阪大会
    • 関連する報告書
      2019 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fruitless神経回路において長期求愛記憶の形成を促進する2019

    • 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
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of neural mechanisms of Drosophila male courtship behavior by activity-dependent visualization and manipulation of neural circuits using an immediate early gene stripe2019

    • 著者名/発表者名
      Seika Takayanagi-Kiya, Natsumi Shioya, Takumi Nishiuchi, Masafumi Iwami, Taketoshi Kiya
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考]

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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