線虫の自発的行動発現に関わる神経回路活動の可視化と解析

• 研究課題/領域番号: 25640004
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 神経生理学・神経科学一般
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 安藤 恵子 埼玉大学, 理工学研究科, 特任教授 (40221741)
• 連携研究者: 中井 淳一 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (80237198) ; 大倉 正道 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (70369172) ; 橋本 浩一 東北大学, 情報科学研究科, 教授 (80228410)
• 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: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2013年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: イメージング / G-CaMP / 線虫 / オプトジェネティクス

研究成果の概要

動物は外部からの感覚刺激がなくても自発的に行動するが、随意行動制御の神経機構はよくわかっていない。我々は、シンプルな脳を持つ線虫に着目し、自発行動発現の神経回路と分子メカニズムを明らかにすることを目指している。本研究では、行動に伴う神経活動を動的に可視化するため、最近新たに開発した緑色蛍光カルシウムセンサーを線虫に応用し、自発行動中の神経活動を体系的に可視化・解析する実験系を構築した。また、高感度・高速応答性の赤色蛍光センサーを新たに開発し、行動中の線虫で2色のセンサーを利用した細胞活動の同時計測や光操作技術との併用に成功した。これらの光技術は、脳科学・生命科学分野に役立つことが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Rational design of a high-affinity, fast, red calcium indicator R-CaMP2. (2015)
  • 著者名/発表者名: Inoue M, Takeuchi A, Horigane S, Ohkura M, Gengyo-Ando K, Fujii H, Kamijo S, Takemoto-Kimura S, Kano M, Nakai J, Kitamura K, Bito H
  • 雑誌名: Nat Methods 巻: 12 号: 1 ページ: 64-70
  • DOI: 10.1038/nmeth.3185
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] RNAi screening of human glycogene orthologs in the nematode Caenorhabditis elegans and the construction of the C. elegans glycogene database. (2014)
  • 著者名/発表者名: Akiyoshi S, Nomura KH, Dejima K, Murata D, Matsuda A, Kanaki N, Takaki T, Mihara H, Nagaishi T, Furukawa S, Ando KG, Yoshina S, Mitani S, Togayachi A, Suzuki Y, Shikanai T, Narimatsu H, Nomura K.
  • 雑誌名: Glycobiology 巻: 25(1) 号: 1 ページ: 8-20
  • DOI: 10.1093/glycob/cwu080
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Amino and carboxyl terminal domains of Filamin-A interact with CRMP1 to mediate Sema3A-signaling (2014)
  • 著者名/発表者名: Fumio Nakamura, Kosuke Kumeta, Tomonobu Hida, Toshinari Isono, Yuichi Nakayama, Emiko Kuramata-Matsuoka, Naoya Yamashita, Yutaka Uchida, Ken-ichi Ogura, Keiko Gengyo-Ando, Shohei Mitani, Toshio Ogino, and Yoshio Goshima
  • 雑誌名: Nat. Commun. 巻: 5 5325 号: 1 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1038/ncomms6325
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] rl8/ARL-8 functions in apoptotic cell removal by mediating phagolysosome formation in C. elegans. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sasaki A, Nakae I, Nagasawa M, Hashimoto K, Abe F, Saito K, Fukuyama M, Gengyo-Ando K, Mitani S, Katada T, Kontani K.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 24 号: 10 ページ: 1584-1592
  • DOI: 10.1091/mbc.e12-08-0628
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Rational design of a high-affinity, fast, red calcium indicator R-CaMP2. (2015)
  • 著者名/発表者名: 井上昌俊、竹内敦也、堀金慎一郎、大倉正道、安藤恵子、藤井哉、上條諭志、竹本－木村さやか、狩野方伸、中井淳一、喜多村和郎、尾藤晴彦
  • 学会等名: 第88回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場 （愛知県・名古屋市）
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-20
• [学会発表] 個体(線虫) レベルでの超多並列刺激応答モニターシステム (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤泰一、高橋尚也、安藤恵子、大倉正道、中井淳一、西垣功一
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] 低分子量GTPase RAB-11の新規結合因子REI-1/REI-2は受精後のRAB-11再局在化を制御する (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂口愛沙、佐藤美由紀、安藤恵子、佐藤克哉、中井淳一、佐藤健
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] Neuronal mechanisms of decision making in C. elegans olfactory behavior revealed by a highly integrated microscope system (2014)
  • 著者名/発表者名: Tanimoto Y, Yamazoe A, Fujita K, Kawazoe Y, Miyanishi Y, Yamazaki SJ, Gengyo-Ando K, Nakai J, Fei X, Iwasaki Y, Hashimoto K, Kimura K
  • 学会等名: 第34回日本神経科学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2014-11-09 – 2014-11-13
• [学会発表] Functional analysis of neuronal Sec1/Munc18 mutations associated with epilepsy in C. elegans model (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakai J, Iwase K, Osawa A, Kagawa-Nagamura Y, Ohkura M, Gengyo-Ando K
  • 学会等名: BSI Retreat 2014
  • 発表場所: 東京大学 （東京都・文京区）
  • 年月日: 2014-11-05
• [学会発表] メンブレントラフィックにおける Sec1/Munc18ファミリーの機能と疾患 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安藤恵子
  • 学会等名: 第87回日本生化学会
  • 発表場所: 京都国際会議場 （京都府・京都市）
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
  • 招待講演
• [学会発表] 蛍光カルシウムプローブG-CaMPによるin vivoカルシウムイメージング (2014)
  • 著者名/発表者名: 中井淳一、大倉正道、安藤恵子
  • 学会等名: 第58回日本薬学会関東支部大会
  • 発表場所: 昭和大学 （東京都・品川区）
  • 年月日: 2014-10-04
• [学会発表] Ca2+ imaging in C. elegans (2014)
  • 著者名/発表者名: Gengyo-Ando K, Kagawa-Nagamura Y, Ohkura M, Nakai J.
  • 学会等名: OIST technical seminer
  • 発表場所: OIST （沖縄県・国頭郡）
  • 年月日: 2014-06-26 – 2014-06-27
  • 招待講演
• [学会発表] 自由運動中の線虫の高解像度カルシウムイメージングシステムの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 安藤恵子、永村ゆう子、大倉正道、Xianfeng Fei、橋本浩一、中井淳一
  • 学会等名: 第46回日本発生生物学会大会
  • 発表場所: くにびきメッセ（松江）
• [学会発表] Real-time optogenetic control and imaging of neuromuscular activity in freely moving Caenorhabditis elegans. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuko Kagawa-Nagamura, Keiko Gengyo-Ando, Masamichi Ohkura, Xianfeng Fei, Kouichi Hashimoto, Junichi Nakai
  • 学会等名: Neuro 2013
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都）
• [学会発表] A neuronal mechanism for navigation along a repulsive odor gradient. (2013)
  • 著者名/発表者名: Akiko Yamazoe, Yuki Tanimoto, Kosuke Fujita, Yuya Kawazoe,Yosuke Miyanishi, Shuhei Yamazaki, Xianfeng Fei, Karl Emanuel Busch, Keiko Gengyo-Ando, Junichi Nakai, Yuichi Iino, Yuishi Iwasaki, Koichi Hashimoto, Kotaro Kimura
  • 学会等名: The 19th international C. elegans meeting 2013
  • 発表場所: Los Angeles（USA)
• [学会発表] A virtual reality running machine for worms-a highly integrated microscope system for olfactory behavior. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuki Tanimoto, Kosuke Fujita, Yuya Kawazoe, Yosuke Miyanishi, Shuhei Yamazaki, Xianfeng Fei, Karl Emanuel Busch, Keiko Gengyo-Ando, Junichi Nakai, Koichi Hashimoto, Kotaro Kimura.
  • 学会等名: The 19th international C. elegans meeting 2013
  • 発表場所: Los Angeles（USA)
• [学会発表] In vivo calcium imaging of motor circuit during spontaneous locomotion using improved G-CaMPs. (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Gengyo-Ando, Y. Kagawa-Nagamura, M. Ohkura, X. Fei, M. Suzuki, K. Hashimoto, J. Nakai.
  • 学会等名: The 19th international C. elegans meeting 2013
  • 発表場所: Los Angeles（USA)
• [学会発表] 受精における表層顆粒分泌の制御因子RAB-11に結合する新規因子の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 坂口 愛沙,佐藤 美由紀,安藤 恵子,佐藤 克哉,中井 淳一,佐藤 健
  • 学会等名: 第３６回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（神戸）
• [学会発表] 線虫C. elegansの生殖系列細胞におけるGPIアンカー型タンパク質の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松田 采子, 村田 大輔, 野村 和子,秋好 紗弥香,出嶋 克史,Lance Wells,Karen L. Abbott,川崎 ナナ,安藤 恵子,中台 枝里子,三谷 昌平,野村 一也
  • 学会等名: 第３６回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（神戸）
• [学会発表] in vivo カルシウムイメージングと光操作による神経回路の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 安藤恵子
  • 学会等名: 分子生物学コロキウム
  • 発表場所: ホテルグランヴィア岡山（岡山）
  • 招待講演
• [学会発表] 光技術による線虫出力系回路の機能解析と運動機構の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 安藤恵子
  • 学会等名: 井川洋二先生追悼シンポジウム「ライフサイエンス筑波研究センター研究連絡会」
  • 発表場所: 理研・森脇和郎ホール（つくば）
• [学会発表] Development of a high-resolution Ca2+ imaging and optogenetic control system in freely moving C.elegans (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuko Kagawa-Nagamura, Keiko Gengyo-Ando, Masamichi Ohkura, Xianfeng Fei, Kouichi Hashimoto, Junichi Nakai
  • 学会等名: BSI RETREAT 2013
  • 発表場所: 軽井沢プリンスホテル（軽井沢）
• [備考] 埼玉大学脳末梢科学研究センター http://subsi.saitama-u.ac.jp/