• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

適応的な行動制御を可能とする神経回路の構築原理

研究課題

研究課題/領域番号 21H02576
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46010:神経科学一般関連
研究機関東京大学

研究代表者

能瀬 聡直  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (30260037)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワードショウジョウバエ / 行動制御 / 神経回路発達 / 軸索誘導 / 行動進化 / Wntシグナル / 軸策誘導
研究開始時の研究の概要

環境中からもたらされる様々な感覚情報を適切な行動の実行につなげることは脳神経系の最も基本的な機能のひとつである。本研究ではこれを可能とする神経回路の分子発生機構をショウジョウバエ幼虫をモデルとして探る。申請者はこれまでに幼虫の前進、後退運動の選択において決定的な役割を果たす司令ニューロンWaveを発見し、その軸索走行制御において決定的な役割を果たす候補分子としてWnt受容体Fz2を同定している。本申請研究では、Fz2によるWaveの軸索走行制御が感覚―運動回路の入出力パターン、行動、神経結合に与える影響を包括的に解析することにより、適応的な行動制御を可能とする神経回路の構築原理を解読する。

研究成果の概要

環境中からもたらされる様々な感覚情報を適切な行動の実行につなげることは脳神経系の最も基本的な機能のひとつであるが、その背景にある神経回路の分子発生機構は未解明である。本研究では、ショウジョウバエ幼虫の司令ニューロンWaveが軸索誘導分子Wnt4/Fz2の作用により体節の位置に応じて体の前後軸に沿った軸索伸長の方向を変化させることにで、異なる体部位への接触刺激を異なる行動へと結びつけることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

動物の行動が遺伝子にどのようにして書き込まれているのかを明らかにすることは人類の基本的な問いのひとつである。本研究ではショウジョウバエをモデルとした研究により、その一端を初めて明らかにするものである。Wnt/Fzシグナルは種を越えて体の前後軸に沿った軸索誘導に関与することが知られていることから、本研究で明らかとなった分子機構はヒトも含め一般性をもつものと期待される。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 8件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Cambridge/University of St Andrews(英国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Cambridge/University of St Andrews(英国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Cambridge/University of St Andrews(英国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] A vacuum-actuated soft robot inspired by Drosophila larvae to study kinetics of crawling behaviour2023

    • 著者名/発表者名
      Sun Xiyang、Nose Akinao、Kohsaka Hiroshi
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 18 号: 4 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0283316

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synchronous multi-segmental activity between metachronal waves controls locomotion speed in Drosophila larvae2023

    • 著者名/発表者名
      Liu Yingtao、Hasegawa Eri、Nose Akinao、Zwart Maarten F、Kohsaka Hiroshi
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 12

    • DOI

      10.7554/elife.83328

    • 関連する報告書
      2023 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] Segment-specific axon guidance by Wnt/Fz signaling diversifies motor commands in Drosophila larvae2023

    • 著者名/発表者名
      Takagi Suguru、Takano Shiina、Hashimoto Yusaku、Morise Shu、Zeng Xiangsunze、Nose Akinao
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2023.09.05.555126

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Electrophysiological Validation of Monosynaptic Connectivity between Premotor Interneurons and the aCC Motoneuron in the Drosophila Larval CNS2022

    • 著者名/発表者名
      Giachello Carlo N. G.、Hunter Iain、Pettini Tom、Coulson Bramwell、Knufer Athene、Cachero Sebastian、Winding Michael、Arzan Zarin Aref、Kohsaka Hiroshi、Fan Yuen Ngan、Nose Akinao、Landgraf Matthias、Baines Richard A.
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 42 号: 35 ページ: 6724-6738

    • DOI

      10.1523/jneurosci.2463-21.2022

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 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] A neuromechanical model for Drosophila larval crawling based on physical measurements2022

    • 著者名/発表者名
      Sun Xiyang、Liu Yingtao、Liu Chang、Mayumi Koichi、Ito Kohzo、Nose Akinao、Kohsaka Hiroshi
    • 雑誌名

      BMC Biology

      巻: 20 号: 1 ページ: 130-130

    • DOI

      10.1186/s12915-022-01336-w

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparative analysis of high- and low-level deep learning approaches in microsatellite instability prediction2022

    • 著者名/発表者名
      Park Jeonghyuk、Chung Yul Ri、Nose Akinao
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 12218-12218

    • DOI

      10.1038/s41598-022-16283-3

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 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] Extraction of bouton-like structures from neuropil calcium imaging data2022

    • 著者名/発表者名
      Fukumasu Kazushi、Nose Akinao、Kohsaka Hiroshi
    • 雑誌名

      Neural Networks

      巻: 156 ページ: 218-238

    • DOI

      10.1016/j.neunet.2022.09.033

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Transient suppression of tonically active neurons gates motor output in Drosophila larval crawling2024

    • 著者名/発表者名
      Date Takahisa、Liu Yingtao、Yamaguchi Akihiro、Rui Wu、Paul McNulty、Marc Gershow、Maarten Zwart、Nose Akinao、Kohsaka Hiroshi
    • 学会等名
      Asia Pacific Drosophila Neurobiology Conference 3
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Identification of a novel interneuron that regulates forward wave propagation in Drosophila larvae2024

    • 著者名/発表者名
      Seki Takaki、Kohsaka Hiroshi、Nose Akinao
    • 学会等名
      Asia Pacific Drosophila Neurobiology Conference 3
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A tonically active neuron implicated in the maintenance of muscle relaxation in Drosophila larvae2023

    • 著者名/発表者名
      Date Takahisa、Liu Yingtao、Nose Akinao、Kohsaka Hiroshi
    • 学会等名
      Neurobiology of Drosophila 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Emergence of oscillatory motor activities in developing Drosophila embryos2023

    • 著者名/発表者名
      Zeng XiangSunZe、Komanome Yuko、Seki Takaki、Kazama Hokuto、Nose Akinao
    • 学会等名
      The 56th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Two perpendicular stripe-wise structures in the neuropil involved in generation of Drosophila larval crawling behaviors2023

    • 著者名/発表者名
      Fukumasu Kazushi、Nose Akinao、Kohsaka Hiroshi
    • 学会等名
      第46 回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Revealing behavior-specific neuronal populations in Drosophila larvae with a photoconvertible calcium sensor2023

    • 著者名/発表者名
      Date Takahisa、Nose Akinao、Kohsaka Hiroshi
    • 学会等名
      第46 回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Mechanisms of neural circuit reorganization that enable coordinated movement2023

    • 著者名/発表者名
      Seki Takaki、Komanome Yuko、 Zeng XiangSunZe、Kohsaka Hiroshi、Nose Akinao
    • 学会等名
      第46 回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Spatiotemporal structure of synapse population activity in the motor circuits for crawling2023

    • 著者名/発表者名
      Fukumasu Kazushi、Nose Akinao、Kohsaka Hiroshi
    • 学会等名
      第75回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Comprehensive characterization of behavior specific neurons in fruit fly larvae with a photoconvertible calcium sensor2023

    • 著者名/発表者名
      Takahisa Date, Akinao Nose, Hiroshi Kohsaka
    • 学会等名
      Adaptive Circuit Census (ACC) International Symposium 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular and cellular mechanisms underlying the emergence of spontaneous patterned activity crucial for motor development in Drosophila2022

    • 著者名/発表者名
      XiangSunZe Zeng, Yuko Komanome, Hokto Kazama, Akinao Nose
    • 学会等名
      NEURO2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Functional development of neural circuits that regulate animal behaviors2022

    • 著者名/発表者名
      Akinao Nose
    • 学会等名
      The Neurophysics of Locomotion
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synchronous multi-segmental activity controls the speed of axial locomotion by modulating the interval between peristaltic waves in Drosophila larvae2022

    • 著者名/発表者名
      Yingtao Liu, Akinao Nose, Maarten Frans Zwart, Hiroshi Kohsaka
    • 学会等名
      SfN Neuroscience meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synchronous multi-segmental activity between metachronal waves controls the crawling speed in fly larvae2022

    • 著者名/発表者名
      Yingtao Liu, Akinao Nose, Maarten F Zwart, Hiroshi Kohsaka
    • 学会等名
      第45 回日本分子生物学会年会(MBSJ2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 能瀬研究室

    • URL

      http://bio.phys.s.u-tokyo.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書 2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi