相同ニューロンより構成される特徴抽出機構の形成

• 研究領域: メゾスコピック神経回路から探る脳の情報処理基盤
• 研究課題/領域番号: 23115508
• 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: 名古屋大学
• 研究代表者: 小田 洋一 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (00144444)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2013-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円); 2012年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2011年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
• キーワード: マウスナー細胞 / 単発発火 / 網様体脊髄路ニューロン / ゼブラフィッシュ / 発達 / カリウムチャネル / 後脳 / 発火パターン / 興奮性 / 電気生理学

研究概要

ゼブラフィッシュの胚・仔魚を対象にして、形態的に相同な後脳の網様体脊髄路ニューロン群(RSNs)のなかで、M細胞だけが特異的な単発発火パターンを獲得する点に着目して、そのメカニズムを解析した。その結果、M細胞は発生初期には他のRSNsと同じように連続発火を示すが、ゼブラフィッシュが聴覚に応答し始める頃に発火特性を大きく変えることを見出した。さらにその分子基盤には２つの低閾値型カリウムチャネルの発現が重要であることを明らかにした。本年度はKv1.1サブユニットで構成される低閾値型カリウムチャネルの発達過程における発現、および補助サブユニットKvβ2の発現を解析し、それら2つのサブユニットの組み合わせがM細胞特有の単発発火に必要であることを証明した。KvβサブユニットがKv1.1チャネルの膜表出を促進するというメカニズムは今までにない知見である。研究成果はJournal of Neurophysiology (2014)に発表し、国内外で高く評価された。M細胞と他のRSNsと結合様式をゼブラフィッシュと同じRSNsを持つキンギョで調べたところ、M細胞からそれらのRSNsへ一方向の結合があり、結合様式と形態的相同性の間に密接な関係を見出した。すなわち、分節に繰り返される相同ニューロンにはM細胞から同じ結合様式が繰り返されるのである。その成果はThe Journal of Neuroscience (2014)に発表し（我々の図が雑誌の表紙を飾った）、国際的に高い評価を得た。

現在までの達成度 (区分)

理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Functional motifs composed of morphologically homologous neurons repeated in the hindbrain segments (2014)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Neki, Hisako Nakayama, Takashi Fujii, Haruko Mtsui-Furusho, Yoichi Oda
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 巻: 34 ページ: 3291-3302
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coexpression of auxiliary Kvβ2 subunits with Kv1.1 channels is required for developmental acquisition of unique firing properties of zebrafish (2014)
  • 著者名/発表者名: Takaki Watanabe,Takashi Shimazaki, Aoba Mishiro, Takako Suzuki, Hiromi Hirata, Masashi Tanimoto,Yoichi Oda
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 巻: 111 号: 6 ページ: 1153-1164
  • DOI: 10.1152/jn.00596.2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of ear stone size in hair cell acoustic sensory transduction (2013)
  • 著者名/発表者名: Maya Inoue, Masashi Tanimoto, and Yoichi Oda
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 3 号: 1 ページ: 2114-2114
  • DOI: 10.1038/srep02114
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glycinergic transmission and postsynaptic activation of CaMKII are required for glycine receptor clustering in vivo. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka I, Miki M, Asakawa K, Kawakami K, Oda Y, Hirata H.
  • 雑誌名: Genes Cells 巻: 18 ページ: 211-224
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glycinergic transmission and postsynaptic activation of CaMKII are required for glycine receptor clustering in vivo (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka I, Miki M, Asakawa K, Kawakami K, Oda Y, Hirata H
  • 雑誌名: Genes Cells 巻: 18(3) 号: 3 ページ: 211-224
  • DOI: 10.1111/gtc.12032
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effective sensory modality activating an escape triggering neuron switches during early development in zebrafish, (2012)
  • 著者名/発表者名: Kohashi T, Nakata N, Oda Y.
  • 雑誌名: J Neurosci. 巻: 32(17) ページ: 5810-5820
  • DOI: 10.3410/f.716597863.792002919
  • 査読あり
• [学会発表] ゼブラフィッシュ仔魚の聴覚受容に寄与する耳石の大きさと求心性回路の電気生理学的性質 (2013)
  • 著者名/発表者名: 井上摩耶, 谷本昌志, 小田洋一
  • 学会等名: 日本音響学会 聴覚研究会資料
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Sound/vibration-evoked fast escapes triggered by Mauthner circuits or non-Mauthner circuits in zebrafish. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanimoto M, Yokomichi S, Sugimoto A, Oda Y
  • 学会等名: Neuro 2013
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] マウスナー細胞の活動に伴うゼブラフィッシュ仔魚の逃避運動の可塑的変化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋めぐみ,井上摩耶,谷本昌志,小田洋一
  • 学会等名: Neuro 2013
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Reexamination of functional roles of Mauthner cell in acoustically evoked C-starts of zebrafish. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto A, Yokomichi S, Tanimoto M, Oda Y
  • 学会等名: 19th Japanese Medaka and Zebrafish Meeting
  • 発表場所: sendai
• [学会発表] Common sensory inputs and differential outputs of segmentally homologous reticulospinal neurons in zebrafish hindbrain. (2013)
  • 著者名/発表者名: Mishiro A, Tanimoto M, Oda Y
  • 学会等名: 19th Japanese Medaka and Zebrafish Meeting
  • 発表場所: sendai
• [学会発表] Morphological and electrophysiological properties of homeotically transformed Mauthner cells in zebrafish. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sugimura S, Watanabe T, Tanimoto M, Oda Y
  • 学会等名: 19th Japanese Medaka and Zebrafish Meeting
  • 発表場所: sendai
• [学会発表] Expression and dephosphorylation of Kv7/KCNQ channels for acquiring the unique membrane properties of zebrafish Mauthner cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimazaki T,Watanabe T,Oda Y
  • 学会等名: 19th Japanese Medaka and Zebrafish Meeting
  • 発表場所: sendai
• [学会発表] Neural circuits that trigger sound/vibration-evoked fast escapes in zebrafish. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanimoto M, Yokomichi S, Sugimoto A, Oda Y
  • 学会等名: 第9回水生動物の行動と神経系シンポジウム
  • 発表場所: 鹿児島
• [学会発表] Functional motifs composed of morphologically homologous neurons repeated in the hindbrain segments
  • 著者名/発表者名: Oda Y
  • 学会等名: 第１回 名古屋大学神経回路国際シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 招待講演
• [学会発表] Mechanism of lateralized predation behavior in a Lake Tanganyika scale-eating cichlid fish.
  • 著者名/発表者名: 竹内勇一、堀道雄、小田洋一
  • 学会等名: The 14th International Behavioral Ecology Congress
  • 発表場所: Lund University(Lund, Sweden)
• [学会発表] 鱗食魚の捕食行動による後脳マウスナー細胞の神経活動
  • 著者名/発表者名: 竹内勇一、渡邊貴樹、積木理人、小田洋一
  • 学会等名: Neuroscience2012
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（名古屋）
• [学会発表] ゼブラフィッシュ・マウスナー細胞の単発発火特性を構成する低閾値型カリウムチャネルの電気特性
  • 著者名/発表者名: 島崎 宇史，渡邉 貴樹，小田 洋一
  • 学会等名: Neuroscience2012
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（名古屋）
• [学会発表] Critical roles of otolith size and transmission property along afferent pathway for auditory perception in larval zebrafish
  • 著者名/発表者名: Maya Inoue, Masashi Tanimoto, Yoichi Oda
  • 学会等名: Neuroscience2012
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（名古屋）
• [学会発表] ゼブラフィッシュ・マウスナー細胞が特異的な発火特性を獲得する分子基盤
  • 著者名/発表者名: Watanabe T., Shimazaki T., and Oda Y.
  • 学会等名: Neuroscience2012
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（名古屋）
• [学会発表] Functional role of the Mauthner cell on the sound/vibration-evoked fast escapes in zebrafish
  • 著者名/発表者名: Masashi Tanimoto, Sena Yokomichi, Yoich Oda
  • 学会等名: 18th Japanese Medaka and Zebrafish Meeting
  • 発表場所: 京都大学（京都）
• [学会発表] The large otolith and the transmission property in saccular pathway underlie auditory perception in larval zebrafish
  • 著者名/発表者名: Maya Inoue, Masashi Tanimoto, Yoichi Oda
  • 学会等名: 18th Japanese Medaka and Zebrafish Meeting
  • 発表場所: 京都大学（京都）
• [学会発表] Expression of low voltage-gated potassium channels for unique membrane properties of zebrafish M-cell
  • 著者名/発表者名: 島崎 宇史，渡邉 貴樹，小田 洋一
  • 学会等名: 18th Japanese Medaka and Zebrafish Meeting
  • 発表場所: 京都大学（京都）
• [学会発表] Large-otolith-mediated mechanotransduction and afferent neural transmission in saccular pathway underlie auditory perception in larval zebrafish
  • 著者名/発表者名: Maya Inoue, Masashi Tanimoto, Yoichi Oda
  • 学会等名: Neuroscience2012
  • 発表場所: Ernest N. Morial Convention Center(New Orleans, USA)
• [学会発表] The molecular basis for the developmental acquisition of the unique firing properties of the Mauthner cell in zebrafish
  • 著者名/発表者名: Watanabe T., Shimazaki T., and Oda Y.
  • 学会等名: Neuroscience2012
  • 発表場所: Ernest N. Morial Convention Center(New Orleans, USA)
• [学会発表] Acquisition of the sense of hearing during development
  • 著者名/発表者名: 小田洋一
  • 学会等名: Albert Einstein University Department of Neuroscience Seminar
  • 発表場所: アルベルト・アインシュタイン医学校(New York,USA)
  • 招待講演
• [学会発表] タンガニイカ湖産鱗食魚の捕食行動における利きの発達
  • 著者名/発表者名: 竹内勇一、堀道雄、小田洋一
  • 学会等名: 日本動物行動学会
  • 発表場所: 奈良女子大学（奈良）
• [学会発表] Electrophysiological approaches to study brain functions in zebrafish
  • 著者名/発表者名: 小田洋一
  • 学会等名: 国際脳研究機構ワークショップ２０１２
  • 発表場所: モナッシュ大学（Sunway マレーシア）
  • 招待講演
• [学会発表] Optical approaches toward understanding neural circuits in zebrafish
  • 著者名/発表者名: 小田洋一
  • 学会等名: 国際脳研究機構ワークショップ２０１２
  • 発表場所: モナッシュ大学（Sunway マレーシア）
  • 招待講演
• [学会発表] History of my research
  • 著者名/発表者名: 小田洋一
  • 学会等名: 国際脳研究機構ワークショップ２０１２
  • 発表場所: モナッシュ大学（Sunway マレーシア）
  • 招待講演
• [学会発表] Functional architecture of zebrafish hindbrain network revealed by calcium imaging during behavior
  • 著者名/発表者名: 小田洋一
  • 学会等名: 国際脳研究機構ワークショップ２０１２
  • 発表場所: モナッシュ大学（Sunway マレーシア）
  • 招待講演
• [学会発表] 鱗食性シクリッドが示す左右非対称な捕食行動の獲得過程
  • 著者名/発表者名: 竹内勇一、堀道雄、小田洋一
  • 学会等名: 日本生態学会
  • 発表場所: 静岡県コンベンションアーツセンター（静岡）
• [図書] リッピンコットシリーズ イラストレイテッド 神経科学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 今村一之, 小田洋一, 黒見坦, 齋藤繁, 齋藤康彦, 白尾智明, 関野祐子, 高田昌彦, 田中聡一, 永雄総一, 西条寿夫, 丸山敬
  • 総ページ数: 480
  • 出版者: 丸善出版
• [図書] イラストレイテッド神経科学 (2013)
  • 著者名/発表者名: 白尾智明（監訳），小田洋一他
  • 総ページ数: 466
  • 出版者: 丸善株式会社
• [備考] 名古屋大学生物第七講座
  • URL: http://www.bio.nagoya-u.ac.jp/~m7home/
• [備考] 名古屋大学生物第七講座
  • URL: http://www.bio.nagoya-u.ac.jp/~m7home/