光遺伝学法と単一細胞光刺激装置を用いて、ホヤ幼生中枢神経系の機能解析

• 研究課題/領域番号: 26650122
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 動物生理・行動
• 研究機関: 兵庫県立大学
• 研究代表者: 中川 将司 兵庫県立大学, 生命理学研究科, 助教 (00212085)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 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: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 神経回路 / 光遺伝学 / ホヤ幼生 / 神経機能 / 行動

研究成果の概要

脊椎動物の脳の起源はホヤ幼生の脳と考えられている。脊椎動物同様に神経管より中枢神経系を構築されている。ホヤ幼生の神経細胞は僅か200個足らずである。幼生は半透明なので、光遺伝学手法（光照射により神経細胞を興奮または抑制させることができる手法）により、無傷の状態で特定の神経を興奮することができる。我々は、一細胞レベルで特定の神経を興奮させることができる単細胞光刺激装置を作製した。その装置を用いて一つの抑制性神経を興奮させると尾部運動は停止し、その興奮を解除すると尾部を左右に振る運動が見られた。このことから、この単純な神経回路で尾を左右に振る運動を引き起こすことが明らかにした。