高速トラッキング顕微鏡を用いた神経微小領域の活動計測

• 研究課題/領域番号: 26560459
• 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: 塚田 祐基 名古屋大学, 理学研究科, 助教 (80580000)
• 研究協力者: 森 郁恵 ; 中野 俊詩 ; 橋本 浩一
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2014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: 顕微鏡制御 / C. elegans / カルシウムイメージング / 画像処理 / 画像解析 / 実データ解析 / 探索行動 / 神経

研究成果の概要

顕微鏡観察下で自由に行動する微小生物を自動追尾するトラッキングシステムを開発し、温度勾配上を自由に行動する線虫を高倍率の対物レンズ下で追尾することに成功した。特定の神経細胞に蛍光カルシウムプローブを発現させ、このシステムで測定することで、自由行動下での非侵襲神経活動計測を実現した。さらにこのトラッキングシステムから得られる動画データを解析するため、画像解析プログラムを開発した。これら開発したツールを用い神経活動計測と温度勾配を探索しているときの行動要素を比較することで、介在神経細胞の活動が探索行動にどのように関わっているかを定量した。

研究成果

• [雑誌論文] Reconstruction of spatial thermal gradient encoded in thermosensory neuron AFD in Caenorhabditis elegans. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tsukada, Y., Yamao, M., Honda, N., Shimowada, T., Ohnishi, N., Kuhara, A., Ishii, S., Mori, I.
  • 雑誌名: J Neurosci. 巻: 36 号: 9 ページ: 2571-2581
  • DOI: 10.1523/jneurosci.2837-15.2016
  • NAID: 120006360790
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Identifi cation of RIA interneuron-mediated behavioral components essential for thermotaxis (2016)
  • 著者名/発表者名: Linghuan Xu, Yuki Tsukada, Muneki Ikeda, Shunji Nakano, Ikue Mor
  • 学会等名: CeNeuro2016 C. elegans Topic Meeting: NEURONAL DEVELOPMENT, SYNAPTIC FUNCTION & BEHAVIOR
  • 発表場所: 名古屋大学豊田講堂
  • 年月日: 2016-07-27
  • 国際学会
• [学会発表] Integration of thermal and chemical information in C. elegans (2016)
  • 著者名/発表者名: Amame Kano, Amane Kano, Yuki Tsukada, Ikue Mori
  • 学会等名: CeNeuro2016 C. elegans Topic Meeting: NEURONAL DEVELOPMENT, SYNAPTIC FUNCTION & BEHAVIOR
  • 発表場所: 名古屋大学豊田講堂
  • 年月日: 2016-07-27
  • 国際学会
• [学会発表] Switching among exploitation and exploration behavioral modes in the nematode C. elegans (2016)
  • 著者名/発表者名: Hironori J. Matsuyama, Yuki Tsukada, Satomi Tsukamoto, Masataka Yamao, Honda Naoki, Shin Ishii, and Ikue Mori
  • 学会等名: CeNeuro2016 C. elegans Topic Meeting: NEURONAL DEVELOPMENT, SYNAPTIC FUNCTION & BEHAVIOR
  • 発表場所: 名古屋大学豊田講堂
  • 年月日: 2016-07-27
  • 国際学会
• [学会発表] Toward functional connectomics at synaptic level (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuki Tsukada, Ikue Mori
  • 学会等名: CeNeuro2016 C. elegans Topic Meeting: NEURONAL DEVELOPMENT, SYNAPTIC FUNCTION & BEHAVIOR
  • 発表場所: 名古屋大学豊田講堂
  • 年月日: 2016-07-27
  • 国際学会
• [学会発表] Quantification and reconstruction of thermosensory neuronal processing in C. elegans (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuki TSUKADA
  • 学会等名: NIG International Symposium 2016 Force, Information and Dynamics: X factors shaping living systems
  • 発表場所: 東京大学生産技術研究所
  • 年月日: 2016-01-10
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 動画像からの行動解析－線虫を例に－ (2016)
  • 著者名/発表者名: 塚田 祐基
  • 学会等名: 昆虫デザイン研究会 家畜化過程の理解とポスト家畜化
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター
  • 招待講演
• [学会発表] Neural encoding of thermotaxis behavior in C. elegans (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuki TSUKADA, Naoki Honda, Masataka Yamao, Shin Ishii, Ikue MORI
  • 学会等名: Neuro2015
  • 発表場所: 神戸国際会議場・神戸国際展示場
  • 年月日: 2015-07-29
  • 国際学会
• [学会発表] High-speed, high-magnification tracking system for monitoring interneuronal activity of freely moving C. elegans (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuki TSUKADA, Xianfeng FEI, Chen MIN, Koichi HASHIMOTO, Ikue MORI
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県）
  • 年月日: 2014-09-09
• [学会発表] 画像解析と顕微鏡制御を駆使した動く対象へのイメージングとオプトジェネティクス (2014)
  • 著者名/発表者名: 塚田 祐基
  • 学会等名: 第6回光塾
  • 発表場所: 未来ICT研究所（兵庫県）
  • 年月日: 2014-09-06
  • 招待講演
• [図書] ImageJではじめる生物画像解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 三浦 耕太, 塚田 祐基（編著）
  • 総ページ数: 295
  • 出版者: 学研メディカル秀潤社
• [図書] "Optogenetics in Caenorhabditis elegans." in Optogenetics -Light-Sensing Proteins and Their Applications (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuki TSUKADA and Ikue MORI
  • 出版者: Springer