個体内単一神経細胞を標的としたオプトジェネティックス

• 研究課題/領域番号: 25560424
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 基盤・社会脳科学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 高木 新 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (90171420)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 光遺伝学 / 運動制御 / Ｃ． ｅｌｅｇａｎｓ / IR-LEGO / 線虫C. elegans / 摂食運動

研究成果の概要

行動を制御する神経回路の特性を、回路を構成要素する個々の神経細胞に基づいて理解することを目指し、本研究では線虫C. elegansの摂食運動を調節するシンプルな咽頭神経回路の機能解析を試みた。従来、細胞焼却実験の結果から咽頭神経系ではMC運動神経以外の咽頭神経細胞は咽頭ポンピング運動の維持に必須ではないとされていた。　しかし、本研究で光遺伝学を用いて自由運動中の神経細胞操作を行った結果、MC以外の咽頭神経細胞（たとえばM2)沈静化によってポンピングが停止することが明らかになった。また、活性化によってポンピングを負に制御する神経細胞の存在も示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Optical silencing of C. elegans cells with light-driven proton pumps (2014)
  • 著者名/発表者名: Ayako Okazaki, Megumi Takahashi, Naoya Toyoda, Shin Takagi
  • 雑誌名: Methods 巻: 68 号: 3 ページ: 425-430
  • DOI: 10.1016/j.ymeth.2014.02.030
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pulsed Irradiation Improves Target Selectivity of Infrared Laser-Evoked Gene Operator for Single-Cell Gene Induction in the Nematode C. elegans (2014)
  • 著者名/発表者名: Suzuki M, Toyoda N, Takagi S
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 9(1) 号: 1 ページ: e85783-e85783
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0085783
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] IR Laser-induced gene expression in targeted single cells of C. elegans. Development (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki M,Toyoda N, Shimojyou M, Takagi S
  • 雑誌名: Growth and Differentiation 巻: 55(4) 号: 4 ページ: 454-61
  • DOI: 10.1111/dgd.12061
  • 査読あり
• [雑誌論文] Japanese studies on neural circuits and behavior of Caenorhabditis elegans. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sasakura, H., Tsukada, Y., Takagi, S. & Mori, I.
  • 雑誌名: Front. Neural Circuits 巻: 7 ページ: 187-187
  • DOI: 10.3389/fncir.2013.00187
  • 査読あり
• [雑誌論文] A blue-shifted light-driven proton pump for neural silencing (2013)
  • 著者名/発表者名: Sudo, Y., Okazaki, A., Ono, H., Yagasaki, J., Sugo, S., Kamiya, M., Reissig, L., Inoue, K., Ihara, K., Kandori, H., Takagi, S., Hayashi, S.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 288 号: 28 ページ: 20624-20632
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.475533
  • 査読あり
• [学会発表] Behavioral analysis of C. elegans is useful for estimating availability of novel optogenetic tools (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋めぐみ、岡崎史子、須藤雄気、塚本卓、高木新
  • 学会等名: 16th International Conference on Retinal Protein (ICRP2014)
  • 発表場所: 長浜
  • 年月日: 2014-10-01
• [学会発表] 線虫を用いた新規オプトジェネティックツールの機能評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋めぐみ、岡崎史子、須藤雄気、塚本卓、高木新
  • 学会等名: 光操作研究会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2014-08-20
• [学会発表] Optical neural silencing by novel light-driven proton pumps in C. elegans (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋めぐみ、岡崎史子、須藤雄気、塚本卓、高木新
  • 学会等名: C. elegans Development Topic Meeting / Asia-Pacific C. elegans Meeting
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 2014-07-20
• [学会発表] Novel optogenetic tools for silencing neural activity in C. elegans (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋めぐみ、岡崎史子、須藤雄気、塚本卓、高木新
  • 学会等名: C. elegans Topic Meeting 2014: Neuronal Development, Synaptic Function & Behavior
  • 発表場所: アメリカ、マディソン, Wisconsin Universituy
  • 年月日: 2014-07-01
• [学会発表] Efficient gene induction in single targeted neurons of C. elegans
  • 著者名/発表者名: Naoya Toyoda, Motoshi Suzuki, Ayako Okazaki, Shin Takagi
  • 学会等名: 分子生物学会年回
  • 発表場所: 神戸 ポートピアホテル