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ゼブラフィッシュ嗅覚行動を司る神経回路メカニズムの分子遺伝学的解明

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 23115723
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
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

吉原 良浩  独立行政法人理化学研究所, シナプス分子機構研究チーム, シニア・チームリーダー (20220717)

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 *注記
11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2012年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2011年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワード嗅覚 / 神経回路 / ゼブラフィッシュ / 性行動 / フェロモン / プロスタグランジン / 嗅覚受容体 / 匂い地図 / 嗅覚系 / 誘引行動 / 忌避行動 / 遺伝学的単一細胞標識法 / 高次嗅覚中枢
研究実績の概要

嗅覚系は物体から発せられる匂い分子を受容し、その情報を鼻から脳へと伝え、匂いのイメージを脳内に表現・創造・記憶あるいは快・不快の感情を誘起して、様々な行動を発現する神経システムである。私たちは多様な実験手法を統合的に利用可能なモデル脊椎動物としてのゼブラフィッシュの利点を最大限に活かし、好きな匂いへの誘引・嫌いな匂いからの逃避・フェロモンを介した性行動など嗅覚行動の基礎となる神経回路メカニズム解明へ向けて、様々な視点からの解析を行っている。
平成24年度は特に、性フェロモンによって誘起される性行動の神経回路メカニズムの解析を行った。排卵時の雌魚から分泌されるプロスタグランジンF2a(PGF2a)は雄魚を誘引する性フェロモンとして知られている。まず、PGF2aで刺激した魚の嗅上皮切片において140種類の嗅覚受容体遺伝子プローブと神経活動のマーカーである最初期遺伝子c-Fosプローブによる二重蛍光in situハイブリダイゼーションを行い、PGF2aで活性化された嗅細胞に発現する1種類の嗅覚受容体OR#1-1を同定した。このOR#1-1受容体をCOS7細胞に強制発現させて、各種フェロモン及び匂い分子投与によるcAMP産生を解析したところ、PGF2a投与によってのみcAMPの上昇が観察された。以上の結果からOR#1-1はPGF2aに対して特異的なフェロモン受容体であることが明らかとなった。次に性フェロモンPGF2aが駆動させるフェロモン神経回路を解析するために、GCaMP発現トランスジェニックゼブラフィッシュの脳における神経活動イメージング及びリン酸化Erkを神経活動のマーカーとした免疫組織化学解析を行った。その結果、嗅上皮へのPGF2a刺激によって、嗅球の腹内側部の特定の糸球体vmG、終脳の2つの神経核、さらには視床下部の1つの神経核が活性化されることを見出した。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (15件) (うち招待講演 6件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Experience-dependent vs. experience-independent postembryonic development of distinct groups of zebrafish olfactory glomeruli2013

    • 著者名/発表者名
      Braubach OR, Miyasaka N, Koide T, Yoshihara Y, Croll RP, Fine A
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience

      巻: 33 号: 16 ページ: 6905-6916

    • DOI

      10.1523/jneurosci.5185-12.2013

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Behavioral Transition from Attack to Parenting in Male Mice: a Crucial Role of the Vomeronasal System2013

    • 著者名/発表者名
      Kashiko S. Tachikawa
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 33 号: 12 ページ: 5120-5126

    • DOI

      10.1523/jneurosci.2364-12.2013

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tbr2 deficiency in mitral and tufted cells disrupts excitatory-inhibitory balance of neural circuitry in the mouse olfactory bulb.2012

    • 著者名/発表者名
      Muzuguchi, R., Naritsuka, H., Mori, K, and Yoshihara, Y.
    • 雑誌名

      J. Neurosci.

      巻: 32 号: 26 ページ: 8831-8844

    • DOI

      10.1523/jneurosci.5746-11.2012

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective wheat germ agglutinin (WGA) uptake in the hippocampus from the locus coeruleus of dopamine-β-hydroxylase-WGA transgenic mice2012

    • 著者名/発表者名
      Walling et al.
    • 雑誌名

      Frontiers in Behavioral Neuroscience

      巻: 6 ページ: 23-23

    • DOI

      10.3389/fnbeh.2012.00023

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 5T4 Glycoprotein regulates the sensory input-dependent development of a specific subtype of newborn interneurons in the mouse olfactory bulb2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara S, Takahashi H, Nishimura N, Naritsuka H, Shirao T, Hirai H, Yoshihara Y, Mori K, Stern P. L. and Tsuboi A
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: Vol.32 号: 6 ページ: 2217-2226

    • DOI

      10.1523/jneurosci.5907-11.2012

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vitronectin induces phosphorylation of ezrin/radixin/moesin actin-binding proteins through binding to its novel neuronal receptor telencephalin.2012

    • 著者名/発表者名
      Furutani, Y., Kawasaki, M., Matsuno, H., Mitsui, S., Mori, K. and Yoshihara, Y.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem.

      巻: 287 号: 46 ページ: 39041-3904

    • DOI

      10.1074/jbc.m112.383851

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Small GTPase Rab17 regulates dendritic morphogenesis and postsynaptic development of hippocampal neurons2012

    • 著者名/発表者名
      Mori, Y, Matsui, T., Fumtani, Y, Yoshihara, Y & Fukuda. M
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem

      巻: 287 号: 12 ページ: 8963-8973

    • DOI

      10.1074/jbc.m111.314385

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ncam1a and Ncam1b-two carriers of polysialic acid with different functions in the developing zebrafish nervous system2012

    • 著者名/発表者名
      Langhauser M., et al
    • 雑誌名

      Glycobiology

      巻: 22 号: 2 ページ: 196-209

    • DOI

      10.1093/glycob/cwr129

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genetic visualization of the secondary olfactory pathway in TbX21 transgenic mice2011

    • 著者名/発表者名
      Mitsui S, et al
    • 雑誌名

      Neural Systems & Circuits

      巻: 1 号: 1 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1186/2042-1001-1-5

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Skn-1a (Pou2f3) specifies taste receptor cell lineage2011

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto I., et al
    • 雑誌名

      Nature Neuroscience

      巻: 14 号: 6 ページ: 685-688

    • DOI

      10.1038/nn.2820

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 嗅覚のメカニズム2011

    • 著者名/発表者名
      吉原良浩
    • 雑誌名

      EPTA

      巻: 51 ページ: 8-12

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] ゼブラフィッシュ嗅覚系の神経行動学2011

    • 著者名/発表者名
      小出哲也, 他
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 49 ページ: 601-609

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ゼブラフィッシュ嗅覚行動の神経回路基盤2013

    • 著者名/発表者名
      吉原 良浩
    • 学会等名
      第90回日本生理学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2013-03-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Olfactory receptors, neural circuits, and behaviors in zebrafish2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara Y.
    • 学会等名
      Symposium on Sensory Systems Neural Circuits
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2013-02-11
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Olfactory circuits and behaviors in zebrafish2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara Y.
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Conferences Asia: Neural Circuit Basis of Behavior and its Disorders
    • 発表場所
      Suzhou, China
    • 年月日
      2012-11-05
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Receptor and neural circuitry activated by sex pheromone PGF2α in zebrafish2012

    • 著者名/発表者名
      Yabuki el al.
    • 学会等名
      The 10th International Symposium on Molecular and Neural Mechanisms of Taste and Olfactory Perception (YR Umami Forum 2012)
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2012-11-03
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ゼブラフィッシュの嗅覚行動を司る神経回路素子の同定2012

    • 著者名/発表者名
      吉原 良浩
    • 学会等名
      第35回日本神経科学大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Olfactory circuits in zebrafish2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara Y.
    • 学会等名
      XVI International Symposium on Olfaction and Taste
    • 発表場所
      Stockholm, Sweden
    • 年月日
      2012-06-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Neural circuit mechanisms for olfactory behaviors in zebrafish2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara Y.
    • 学会等名
      International Symposium Formation and Function of Brain Networks : From Genes to Behavior
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2012-01-12
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Anatomical organization and development of olfactory pathways that may mediateinnate and learned behaviors in zebrafish2011

    • 著者名/発表者名
      Fine A., et al
    • 学会等名
      41st Annual Meeting of the Society for Neuroscience (Neuroscience 2011)
    • 発表場所
      Washington, DC, USA
    • 年月日
      2011-11-12
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ゼブラフィッシュの嗅覚行動を司る神経回路メカニズム2011

    • 著者名/発表者名
      吉原良浩
    • 学会等名
      千里ライフサイエンス振興財団セミナー匂い・香り・フェロモン
    • 発表場所
      豊中
    • 年月日
      2011-11-04
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ゼブラフィッシュ嗅覚忌避行動を司る神経回路メカニズムの解明2011

    • 著者名/発表者名
      脇阪紀子, 他
    • 学会等名
      日本味と匂学会第45回大会
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2011-10-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 嗅球から高次中枢へ:ゼブラフィッシュ嗅覚系の機能構築2011

    • 著者名/発表者名
      宮坂信彦, 他
    • 学会等名
      日本動物学会第82回大会
    • 発表場所
      旭川
    • 年月日
      2011-09-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 嗅球から高次中枢へと至るゼブラフィッシュ嗅覚経路の包括的遺伝学的解析2011

    • 著者名/発表者名
      宮坂信彦, 他
    • 学会等名
      第34回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2011-09-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 嗅覚神経回路選択的遺伝子発現エンハンサーOCEと蛍光カルシウムセンサーGCaMPを用いたゼブラフィッシュ嗅覚ニューロン活動のin vivoイメージング2011

    • 著者名/発表者名
      小出哲也, 他
    • 学会等名
      第34回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2011-09-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ゼブラフィッシュが好きな匂いと嫌いな匂い:嗅覚社会行動の神経回路基盤2011

    • 著者名/発表者名
      吉原良浩
    • 学会等名
      第34回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2011-09-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ゼブラフィッシュにおける性行動発現の嗅覚メカニズム-プロスタグランジンF2αによって活性化される神経回路素子の同定-2011

    • 著者名/発表者名
      矢吹陽一, 他
    • 学会等名
      第34回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2011-09-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] 脳科学の教科書2011

    • 著者名/発表者名
      吉原良浩
    • 出版者
      岩波書店
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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