• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

線虫C. elegans行動制御・解析システムの開発

公募研究

研究領域神経系の動作原理を明らかにするためのシステム分子行動学
研究課題/領域番号 21115509
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関大阪大学

研究代表者

木村 幸太郎  大阪大学, 大学院・理学研究科, 特任准教授 (20370116)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2010年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2009年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
キーワード線虫C. elegans / 行動 / 光遺伝学的解析 / 神経機能 / 可塑性 / 光遺伝学
研究概要

複雑なネットワーク構造を持つ脳・神経系の活動は、主として個体の行動に反映される。本研究では、光刺激を用いて線虫C.elegansの複数個体の神経細胞の活動(膜電位変化)を同時に制御し、その行動への影響を詳細に記録・解析できるシステムを構築することを目標とした。
channelrhodopsin(ChR)やhalorhodpsin(HR)などを用いて細胞の膜電位を光依存的に制御するoptogeneticsは、脳・神経系の動作原理を明らかにするための必須のツールになりつつある。しかし、ChRやHRによる膜電位制御には比較的強力な光照射が必要であると考えられており、線虫C.elegansを用いた場合では顕微鏡上という限られた実験系でしか使用できなかった。
本研究では、光刺激用に強力な環状LED照明を作成し、このLED照明と同期を取りながら画像取得するシステムを開発した。これによりC.elegans行動の一般的なアッセイ条件(9cmプレートを使用)でのoptogeneticsによる神経活動制御が可能となり、かつ大量の個体の迅速な行動測定が可能になった。この新たな照明系を申請者がこれまでに開発したC.elegans行動解析システムと組合わせて「行動制御・解析システム」とした。
H21年度にはこの行動制御・解析システムを確立できたので、H22年度はその評価を行った。まず、ChRを体壁筋で発現させた場合、光刺激によるChRの活性化で、線虫の行動が大きく阻害された。次に、特定の感覚ニューロンでChRを発現させて光刺激を行った場合、カルシウムイメージングおよび定量的行動解析から期待された通りの行動変化を引き起こすことができた。本研究によって、C.elegans・ショウジョウバエ幼虫・ゼブラフィッシュといった小型動物の神経機能を光遺伝学的手法によって解析するための簡便なシステムが確立できたと考えている。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Enhancement of Odor-avoidance regulated by Dopamine Signaling in Caenorhabditis elegans2010

    • 著者名/発表者名
      木村幸太郎
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 30 ページ: 16365-16375

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement of odor-avoidance regulated by dopmaine signaling in Caenorhabditis elegans.2010

    • 著者名/発表者名
      Kimura KD, Fujita K, Katsura I
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 30 ページ: 16365-16475

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Enhancement of odor avoidance regulated by dopmaine signaling in the C.elegans2010

    • 著者名/発表者名
      木村幸太郎
    • 学会等名
      国立遺伝学研究所Biological Symposium
    • 発表場所
      国立遺伝学研究所(静岡)(招待講演)
    • 年月日
      2010-12-22
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 忌避行動の学習を制御する神経回路~線虫C.elegansをモデルとして~2010

    • 著者名/発表者名
      木村幸太郎
    • 学会等名
      立命館大学シンポジウム「感覚器と神経回路のサイエンス」
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀)(招待講演)
    • 年月日
      2010-09-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 忌避行動の学習を制御する神経回路~線虫C.elegansをモデルとして~2010

    • 著者名/発表者名
      木村幸太郎
    • 学会等名
      立命館大学シンポジウム「感覚器と神経回路のサイエンス」
    • 発表場所
      滋賀県草津市立命館大学びわこ・くさつキャンパス(招待講演)
    • 年月日
      2010-09-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Enhancement of odor avoidance regulated by dopamine signaling in the nematode C.elegans2010

    • 著者名/発表者名
      木村幸太郎
    • 学会等名
      第87回日本生理学会大会
    • 発表場所
      岩手県盛岡市盛岡市民文化ホール(招待講演)
    • 年月日
      2010-05-21
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Enhancement of odor avoidance regulated by dopmaine signaling in the nematode C.elegans2010

    • 著者名/発表者名
      木村幸太郎
    • 学会等名
      第87回日本生理学会大会
    • 発表場所
      盛岡市民文化ホール(岩手)(招待講演)
    • 年月日
      2010-05-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

URL: 

公開日: 2009-04-01   更新日: 2018-03-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi