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遺伝学とイメージングによる「感情」の基本原理の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K19274
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分44:細胞レベルから個体レベルの生物学およびその関連分野
研究機関名古屋市立大学

研究代表者

木村 幸太郎  名古屋市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (20370116)

研究分担者 中川 敦子  名古屋市立大学, 大学院人間文化研究科, 教授 (90188889)
研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2022年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード感情 / 遺伝学的解析 / イメージング / カルシウムイメージング
研究開始時の研究の概要

神経科学において近年注目されつつある高次脳機能は「感情」である。研究代表者木村は、線虫C. エレガンスにおいて「感情」を反映すると考えられる刺激応答行動を見出した。本研究では、この刺激応答行動を順遺伝学的手法で解析することにより、「感情」に関わる遺伝子を網羅的に同定する。さらに先端的な全脳神経活動イメージングによって、C. エレガンスの全脳神経活動が「感情」によってどのように変化するかを明らかにする。本研究の成果が発展することで、モデル動物はもちろんヒトの「感情」に関する研究の飛躍的発展のきっかけとなることが期待できる。

研究成果の概要

本研究では、「感情」の原理を明らかにするために、モデル生物C. エレガンスの電気刺激に対する応答行動を研究対象とした。手法としては、遺伝学的手法により電気刺激応答に関与する遺伝子を同定し、また高速三次元イメージングにより全脳神経活動の変化を観察した。結果として、電気刺激応答にL型膜電位依存性Ca++チャネルや神経ペプチドの前駆タンパク質転換酵素が関与することを明らかにした。さらに、全脳神経活動の計測から持続的応答行動に関与するであろう神経活動が観察された。これらの結果は、「感情」を生みだす基本的メカニズムの新たな理解へとつながると期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

動物の「感情」の研究は、チャールズ・ダーウィン卿による著書まで遡ることができる (Darwin 1872)。しかし、「感情」は複雑であるが故に厳密な定義が困難であり、モデル動物を用いた解析は齧歯類の「すくみ」などに限定されていた。本研究で、線虫C. エレガンスの「感情」に関わる遺伝子や神経活動の手掛かりを得ることができたので、これらの研究を進めることによって、モデル動物はもちろんヒトの「感情」に関する研究の飛躍的発展のきっかけとなることが期待できる。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 その他

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

  • [国際共同研究] ノースイースタン大学(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Mills College(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Tracking Moving Cells in 3D Time Lapse Images Using 3DeeCellTracker2022

    • 著者名/発表者名
      Wen Chentao、Kimura Koutarou
    • 雑誌名

      BIO-PROTOCOL

      巻: 12 号: 4

    • DOI

      10.21769/bioprotoc.4319

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Cross-species behavior analysis with attention-based domain-adversarial deep neural networks2021

    • 著者名/発表者名
      Maekawa Takuya、Higashide Daiki、Hara Takahiro、Matsumura Kentarou、Ide Kaoru、Miyatake Takahisa、Kimura Koutarou D.、Takahashi Susumu
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 5519-5519

    • DOI

      10.1038/s41467-021-25636-x

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] クローズアップ実験法 series 338 三次元自動細胞追跡ツール:3DeeCellTrackerで解析できることと使い方2021

    • 著者名/発表者名
      Wen Chentao, 木村幸太郎
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 39 ページ: 2264-2272

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Toward understanding whole brain activity associated with emotion in C. elegans2022

    • 著者名/発表者名
      Ryoga Suzuki, Yuto Endo, Ling Fei Tee, Chentao Wen, Kotaro Kimura
    • 学会等名
      NEURO2022 (The 45th Anual Meeting of the Japan Neuroscience Society)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Toward the understanding of molecular mechanism of electrical sensation and response.2021

    • 著者名/発表者名
      Tee LF, Young JJ, Maruyama K, Suzuki R, Kimura K
    • 学会等名
      23rd International C. elegans conference
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Toward the understanding of molecular mechanism of electrical sensation and response using the nematode C. elegans2021

    • 著者名/発表者名
      Tee LF, Young JJ, Maruyama K, Suzuki R, Kimura K
    • 学会等名
      he 44th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 木村研究室HP

    • URL

      https://www.kokimura-lab.org

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-07-13   更新日: 2024-01-30  

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