トランスジェニックコオロギを用いた微小脳学習系への新規アプローチ

• 研究課題/領域番号: 24657049
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 動物生理・行動
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 水波 誠 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (30174030)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: コオロギ / 学習 / 遺伝子組換え / RNA干渉 / 記憶 / 遺伝子発現阻害 / ドーパミン / オクトパミン / ドーパミン受容体 / 一酸化窒素合成酵素

研究概要

本研究では、コオロギでの遺伝子改変法を用いた学習実験系の確立に挑戦し、またRNA干渉法(RNAi)による遺伝子発現阻害技術の確立をめざした。前者ではCrispr/Casシステムを用いてタイプ１ドーパミン受容体(DopR1)遺伝子のノックアウト個体の創出を目指し、欠損のあるDopR1遺伝子をヘテロでもつ個体の作出に成功した。現在それらを交配し、ホモでのDopR1欠損個体の作成を進めている。後者では、RNAiによる遺伝子発現阻害実験により、タイプ１ドーパミン受容体(DopR1)が罰学習に関わること、タイプ１オクトパミン受容体(OA1)が報酬学習に関わることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Cyclic nucleotide–gated channels, calmodulin, adenylyl cyclase and calcium/calmodulin-dependent kinase II are required for late but not early long-term memory formation in the honey bee (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Y, Sandoz JC, Devaud JM, Lormant F, Mizunami M, Giurfa M
  • 雑誌名: Learning & Memory 巻: 21 号: 5 ページ: 272-286
  • DOI: 10.1101/lm.032037.113
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Roles of NO signaling in long-term memory formation in visual learning in an insect. (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Y, Hirashima D, Terao K, Mizunami M.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 号: 7 ページ: e68538-e68538
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0068538
  • NAID: 120005342541
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis and modeling of neural processes underlying sensory preconditioning (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Y, Hirashima D, Mizunami M.
  • 雑誌名: Neurobiol. Learn. Mem. 巻: 101 ページ: 103-113
  • DOI: 10.1016/j.nlm.2013.01.008
  • NAID: 120005228719
  • 査読あり
• [雑誌論文] Participation of NO signaling in formation of long-term memory in salivary conditioning of the cockroach. (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, C.S., Kuramochi, T., Matsumoto, Y., Watanabe, H., Nishino, H., Mizunami, M.
  • 雑誌名: Neuroscience Letters 巻: 印刷中 ページ: 4-8
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2013.01.010
  • NAID: 120005295655
  • 査読あり
• [雑誌論文] Divergent and convergent projections to the two parallel olfactory centers from two neighboring, pheromone-receptive glomeruli in the male American cockroach. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishino H., Iwasaki M., Kamimura I., Mizunami M.
  • 雑誌名: Journal of Comparative Neurology 巻: 印刷中 号: 15 ページ: 3428-3445
  • DOI: 10.1002/cne.23111
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visual and olfactory input segregation in the mushroom body calyces in a basal neopteran, the American cockroach (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishino H, Iwasaki M, Yasuyama K, Hongo H, Watanabe H, Mizunami M.
  • 雑誌名: Arthropod Structure & Development 巻: 41 号: 1 ページ: 3-16
  • DOI: 10.1016/j.asd.2011.08.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Context-dependent olfactory learning monitored by activities of salivary neurons in cockroaches. (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto C., Matsumoto Y., Watanabe H., Nishino H., Mizunami M.
  • 雑誌名: Neurobiology of Learning and Memory 巻: 97 号: 1 ページ: 30-36
  • DOI: 10.1016/j.nlm.2011.08.010
  • NAID: 120003762641
  • 査読あり
• [学会発表] Intelligence with microbrains : Cognitive processes underlying insect learning (2014)
  • 著者名/発表者名: Mizunami M
  • 学会等名: International workshop on animal instinctive and intelligent behaviors
  • 発表場所: Hokkaido Univ. (Sapporo)
  • 年月日: 2014-02-20
  • 招待講演
• [学会発表] コオロギの古典的条件づけにおけるブロッキング (2013)
  • 著者名/発表者名: 寺尾勘太,松本幸久、水波誠
  • 学会等名: 日本動物学会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山市)
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] コオロギ古典的条件付けにおける習慣形成とオクトパミンニューロンの関係の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 廣鰭翔,松本幸久,水波誠
  • 学会等名: 日本動物学会
  • 発表場所: 岡山市
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] RNA干渉法によるコオロギの学習・記憶の分子メカニズムの解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 和久田亮,中村太郎,松本幸久,野地澄晴,三戸太郎,水波誠
  • 学会等名: 日本動物学会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山市)
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] フタホシコオロギの加齢性記憶障害における飼育環境の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松本幸久,松本-佐藤千尋,中野真樹,服部淳彦,水波誠
  • 学会等名: 日本動物学会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山市)
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] MERを用いたゴキブリの学習 (2013)
  • 著者名/発表者名: 細野翔平,松本幸久,水波誠
  • 学会等名: 日本動物学会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山市)
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] コオロギにおけるブロッキング現象の確認 (2013)
  • 著者名/発表者名: 寺尾勘太,松本幸久,水波誠
  • 学会等名: 日本動物学会北海道支部会
  • 発表場所: 北海道教育大学(札幌市)
  • 年月日: 2013-08-24
• [学会発表] ゴキブリを用いた新しい学習実験系の確立 (2013)
  • 著者名/発表者名: 細野翔平,松本幸久,水波誠
  • 学会等名: 日本動物学会北海道支部会
  • 発表場所: 北海道教育大学(札幌市)
  • 年月日: 2013-08-24
• [学会発表] RNAiによるコオロギの記憶形成に関わる分子機構の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 和久田亮,松本幸久,水波誠
  • 学会等名: 日本動物学会北海道支部会
  • 発表場所: 北海道教育大学(札幌市)
  • 年月日: 2013-08-24
• [学会発表] Analysis and modeling of sensory preconditioning in crickets (2013)
  • 著者名/発表者名: Mizunami M, Matsumoto Y, Hirashima D
  • 学会等名: 日本比較生理生化学会
  • 発表場所: イーグレひめじ(姫路市)
  • 年月日: 2013-07-13
• [学会発表] Memory molecules in insects : from behavioral pharmacological studies of olfactory learning in crickets. Symposium : Potential of insect neuroscience (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Y, Matsumoto C, Mizunami M
  • 学会等名: Japanese Society for Neuroscience, 日本神経科学学会
  • 発表場所: 名古屋コンベンションセンター(名古屋市)
  • 年月日: 2012-09-20
  • 招待講演
• [学会発表] コオロギ古典的条件付けにおける習慣形成の行動学的証明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 廣鰭翔、松本幸久、水波誠
  • 学会等名: 日本動物学会
  • 発表場所: 大阪大学(大阪市)
  • 年月日: 2012-09-15
• [学会発表] フタホシコオロギの嗅覚学習におけるPKCシグナルの役割解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川中子沙織、松本幸久、水波誠
  • 学会等名: 日本動物学会
  • 発表場所: 大阪大学(大阪市)
  • 年月日: 2012-09-15
• [学会発表] コオロギ古典的条件付けにおける習慣形成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 廣鰭翔、松本幸久、水波誠
  • 学会等名: 日本動物学会北海道支部会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2012-08-25
• [学会発表] Analysis and modeling of sensory preconditioning in crickets (2012)
  • 著者名/発表者名: Mizunami M, Matsumoto Y, Hirashima D
  • 学会等名: 10th International Congress of Neuroethology, Maryland
  • 発表場所: Univ. Maryland (USA)
  • 年月日: 2012-07-19
• [学会発表] Roles of aminergic neurons in memory acquisition and retrieval in crickets (2012)
  • 著者名/発表者名: Mizunami M
  • 学会等名: International Symposium : Biogenic Amines in Insects
  • 発表場所: Berlin Free University (Germany)
  • 年月日: 2012-07-07
  • 招待講演
• [学会発表] Olfactory conditioning of mandible elevation response in cricket (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Y, Matsumoto C, Mizunami M
  • 学会等名: 日本比較生理生化学会
  • 発表場所: 総合研究大学院大学(葉山市)
  • 年月日: 2012-07-07
• [学会発表] NO-cGMP signaling is involved in age-related memory impairment in the cricket Gryllus bimaculatus (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Y, Matsumoto C, Mizunami M
  • 学会等名: Second International Conference on the Cricket
  • 発表場所: Tokushima Univ. (Tokushima)
  • 年月日: 2012-03-21
  • 招待講演
• [学会発表] Systemic RNA interference for the study of long-term memory formation in the cricket (2012)
  • 著者名/発表者名: Mizunami M, Takahashi T, Hamada A, Miyawaki K, Matsumoto Y, Mito T, Noji S
  • 学会等名: Second International Conference on the Cricket
  • 発表場所: Tokushima Univ. (Tokushima)
  • 年月日: 2012-03-19
  • 招待講演
• [学会発表] Analysis and modeling of sensory preconditioning in crickets
  • 著者名/発表者名: Mizunami M, Matsumoto Y, Hirashima D
  • 学会等名: 日本比較生理生化学会
  • 発表場所: イーグレひめじ（姫路市）
• [学会発表] コオロギにおけるブロッキング現象の確認
  • 著者名/発表者名: 寺尾勘太，松本幸久，水波誠
  • 学会等名: 日本動物学会北海道支部会
  • 発表場所: 北海道教育大学（札幌市）
• [学会発表] ゴキブリを用いた新しい学習実験系の確立
  • 著者名/発表者名: 細野翔平，松本幸久，水波誠
  • 学会等名: 日本動物学会北海道支部会
  • 発表場所: 北海道教育大学（札幌市）
• [学会発表] コオロギの古典的条件づけにおけるブロッキング
  • 著者名/発表者名: 和久田亮，松本幸久，水波誠
  • 学会等名: 日本動物学会北海道支部会
  • 発表場所: 北海道教育大学（札幌市）
• [学会発表] コオロギの古典的条件づけにおけるブロッキング
  • 著者名/発表者名: 寺尾勘太，松本幸久、水波誠
  • 学会等名: 日本動物学会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山市）
• [学会発表] コオロギ古典的条件付けにおける習慣形成とオクトパミンニューロンの関係の解明
  • 著者名/発表者名: 廣鰭翔，松本幸久，水波誠
  • 学会等名: 日本動物学会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山市）
• [学会発表] RNA 干渉法によるコオロギの学習・記憶の分子メカニズムの解析
  • 著者名/発表者名: 和久田亮，中村太郎，松本幸久，野地澄晴，三戸太郎，水波誠
  • 学会等名: 日本動物学会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山市）
• [学会発表] フタホシコオロギの加齢性記憶障害における飼育環境の影響
  • 著者名/発表者名: 松本幸久，松本-佐藤千尋，中野真樹，服部淳彦，水波誠
  • 学会等名: 日本動物学会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山市）
• [学会発表] MER を用いたゴキブリの学習
  • 著者名/発表者名: 細野翔平，松本幸久，水波誠
  • 学会等名: 日本動物学会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山市）
• [学会発表] Intelligence with microbrains: Cognitive processes underlying insect learning.
  • 著者名/発表者名: Mizunami M
  • 学会等名: International workshop on animal instinctive and intelligent behaviors
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
  • 招待講演
• [学会発表] Olfactory conditioning of mandible elevation response in crickets
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Y, Matsumoto C, Mizunami M.
  • 学会等名: 日本比較生理生化学会
  • 発表場所: 総合研究大学院大学（葉山市）
• [学会発表] Roles of aminergic neurons in memory acquisition and retrieval in crickets
  • 著者名/発表者名: Mizunami M.
  • 学会等名: International Symposium: Biogenic Amines in Insects
  • 発表場所: Frie Universitate Berlin (Germany)
  • 招待講演
• [学会発表] Analysis and modeling of sensory preconditioning in crickets.
  • 著者名/発表者名: Mizunami M, Matsumoto Y, Hirashima D
  • 学会等名: 10th International Congress of Neuroethology
  • 発表場所: University of Maryland (USA)
• [学会発表] コオロギ古典的条件付けにおける習慣形成
  • 著者名/発表者名: 廣鰭翔、松本幸久、水波誠
  • 学会等名: 日本動物学会北海道支部会
  • 発表場所: 北海道大学（ 札幌市）
• [学会発表] コオロギ古典的条件付けにおける習慣形成の行動学的証明
  • 著者名/発表者名: 廣鰭翔、松本幸久、水波誠、
  • 学会等名: 日本動物学会
  • 発表場所: 大阪大学（ 吹田市）
• [学会発表] フタホシコオロギの嗅覚学習におけるPKCシグナルの役割解析
  • 著者名/発表者名: 川中子沙織、松本幸久、水波誠
  • 学会等名: 日本動物学会
  • 発表場所: 大阪大学（ 吹田市）
• [学会発表] Memory molecules in insects: from behavioral pharmacological studies of olfactory learning in crickets
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Y, Matsumoto C, Mizunami M.
  • 学会等名: Japanese Society for Neuroscience
  • 発表場所: 名古屋コンベンションセンター（ 名古屋市）
  • 招待講演
• [図書] 行動生物学辞典(上田恵介他編、自己受容器などの項目や付録1を担当) (2013)
  • 著者名/発表者名: 水波誠
  • 出版者: 東京化学同人
• [図書] 微小脳と巨大脳(項目担当)、高校生物教師用指導書(DVD版) (2013)
  • 著者名/発表者名: 水波誠
  • 出版者: 東京書籍
• [図書] Chapter 41: Olfactory and visual learning in cockroaches and crickets. In : Invertebrate Learning and Memory, eds by R. Menzel and P.R.Benjamin (2013)
  • 著者名/発表者名: Mizunami M., Matsumoto Y., Watanabe H., Nishino H.
  • 出版者: Springer
• [図書] 行動生物学辞典 (2013)
  • 著者名/発表者名: 水波誠
  • 総ページ数: 617
  • 出版者: 東京化学同人
• [図書] Invertebrate Learning and Memory (2013)
  • 著者名/発表者名: Mizunami M., Matsumoto Y., Watanabe H., Nishino H.
  • 総ページ数: 12
  • 出版者: Springer-Verlag
• [図書] 高校生物教師用指導用教材（DVD版） (2013)
  • 著者名/発表者名: 水波誠
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 東京書籍
• [図書] マダガスカルゴキブリの飼育(分担執筆)、針山孝彦他編、研究者が教える動物飼育第2巻「昆虫とクモの仲間」 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松本幸久、水波誠
  • 出版者: 共立出版
• [図書] 研究者が教える動物飼育第2巻「昆虫とクモの仲間」 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松本幸久、水波誠
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: 共立出版
• [備考] ①朝日新聞グローブ 「脳の不思議、鳥や虫の脳もすごい!」 2014年3月16日(取材協力) 報道関係情報
• [備考] ②朝日新聞 「トンボの目玉はどうなっている?」 2012年6月9日(取材協力) 報道関係情報
• [備考] ①北海道大学オープンキャンパス 高校生限定プログラム「昆虫の学習を体験しよう!」 2013年8月5日 北海道大学(札幌市) アウトリーチ活動
• [備考] 日本生物教育会全国大会実験研修「"脳"をみんなの教材に」講師 2012年8月4日 北海道大学(札幌市) アウトリーチ活動
• [備考]
  • URL: https://www.sci.hokudai.ac.jp/~mizunami/MICROB~2/
• [備考] 水波誠研究室
  • URL: https://www.sci.hokudai.ac.jp/~mizunami/MICROB~2/
• [備考] ようこそ水波研究室へ
  • URL: http://www.sci.hokudai.ac.jp/~mizunami/MICROB~2/index.html
• [備考] Invertebrate Brain Gallery
  • URL: http://invbrain.neuroinf.jp/modules/newdb1/list.php?id=2&n=20&sort=1&sort_method=desc&item=0&ml_lang=en