光遺伝学を用いたゼブラフィッシュ脊髄運動系神経回路機能の解析

• 研究課題/領域番号: 23700408
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 神経科学一般
• 研究機関: 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設)
• 研究代表者: 木村 有希子 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 特別協力研究員 (70581122)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2012年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 光遺伝学 / ゼブラフィッシュ / ロコモーション / 神経科学

研究概要

本研究の目的は、新技術である光遺伝学を用いて、ゼブラフィッシュの遊泳行動に関わる脊髄神経回路の機能を解明することであった。研究開始当初、光遺伝学を個体の行動解析に使用する方法は発展途上であったが、本研究ではゼブラフィッシュを用いて、遺伝学的に同定した神経細胞集団を光により任意に制御する実験系を確立することに成功した。しかし、遊泳行動に関わる脊髄神経回路の解析は、標的とした神経細胞の特性が理由で、困難であった。代わりに、確立した実験系を用いて、脊髄ではなく後脳で遊泳行動に必要な神経細胞を光遺伝学的解析で同定した。これは、脊椎動物のロコモーションに関わる神経回路を解明する上で、重要な成果である。

研究成果

• [雑誌論文] 光遺伝学ツールを用いたゼブラフィッシュの行動制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木村有希子、東島眞一
  • 雑誌名: 細胞工学 巻: 33(3) ページ: 255-259
• [雑誌論文] Transgenic tools to characterize neuronal properties of discrete populations of zebrafish neurons (2013)
  • 著者名/発表者名: Satou, C., Kimura, Y., Hirata, H., Suster, M.L, Kawakami, K., and Higashijima, S.
  • 雑誌名: Development 巻: 140 号: 18 ページ: 3927-3931
  • DOI: 10.1242/dev.099531
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hindbrain V2a neurons in the excitation of spinal locomotor circuits during zebrafish swimming (2013)
  • 著者名/発表者名: Kimura, Y., Satou, C., Fujioka, S., Shoji, W., Umeda, K., Ishizuka, T., Yawo, H., and Higashijima, S.
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 23 号: 10 ページ: 843-849
  • DOI: 10.1016/j.cub.2013.03.066
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] オプトジェネティックツールを用いたゼブラフィッシュ運動系神経回路の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 東島眞一・木村有希子
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 30(16) ページ: 2588-2589
• [雑誌論文] Generation of Multiple Classes of V0 Neurons in Zebrafish Spinal Cord: Progenitor Heterogeneity and Temporal Control of Neuronal Diversity (2012)
  • 著者名/発表者名: Chie Satou, Yukiko Kimura, Shin-ichi Higashijima
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 巻: 32(5) 号: 5 ページ: 1771-1783
  • DOI: 10.1523/jneurosci.5500-11.2012
  • 査読あり
• [学会発表] Hindbrain V2a neurons play critical roles in providing excitations to zebrafish spinal locomotor circuits during swimming (2013)
  • 著者名/発表者名: Kimura Y, Satou C, Fujioka S, Shoji W, Umeda K, Ishizuka T, Yawo H, Higashijima S
  • 学会等名: JSCPB2013
  • 発表場所: 兵庫県イーグレひめじ
• [学会発表] Hindbrain V2a neurons play critical roles in providing excitations to zebrafish spinal locomotor circuits during swimming (2013)
  • 著者名/発表者名: Kimura Y, Satou C, Fujioka S, Shoji W, Umeda K, Ishizuka T, Yawo H, Higashijima S
  • 学会等名: JSCPB2013
  • 発表場所: イーグレひめじ（兵庫県姫路市）
• [学会発表] Chx10-positive neurons in the hindbrain play essential roles during swimming in zebrafish (2012)
  • 著者名/発表者名: Kimura Y, Satou C, Higashijima S
  • 学会等名: 第35回日本神経科学大会
  • 発表場所: 愛知県名古屋国際会議場
• [学会発表] ゼブラフィッシュ遊泳行動における後脳Chx10ニューロンの機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村有希子、東島眞一
  • 学会等名: 日本動物学会第83回大会
  • 発表場所: 大阪府大阪大学
• [学会発表] Chx10-positive neurons in the hindbrain play essential roles during swimming in zebrafish (2012)
  • 著者名/発表者名: Kimura Y, Satou C, Higashijima S
  • 学会等名: 第35回日本神経科学大会
  • 発表場所: 愛知県 名古屋国際会議場
• [学会発表] ゼブラフィッシュ遊泳行動における後脳Chx10ニューロンの機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村有希子，東島眞一
  • 学会等名: 日本動物学会第83 回大会
  • 発表場所: 大阪府 大阪大学