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2011 年度 実績報告書

遺伝学的摂動を用いた樹状突起ジオメトリーの演算原理の追究

計画研究

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 22115006
研究機関京都大学

研究代表者

上村 匡  京都大学, 生命科学研究科, 教授 (80213396)

キーワード樹状突起 / 神経回路 / 演算 / ショウジョウバエ
研究概要

生体中の class IV da neuronを赤外線レーザー照射により局所的に熱刺激し、樹状突起全体あるいは局所での、細胞内カルシウム濃度の変化を空間的にも時間的にも高い分解能でデータ取得できる観察系を構築した。この系では、細胞外記録法による発火頻度や発火パターンの同時計測も可能になった。この系を利用し、出力をふって赤外線レーザーを照射した際のクラスIVニューロンの発火応答を計測し、発火頻度や発火パターンを体系的に解析する準備が整えた。すでに、カルシウムトランジェント(樹状突起全体でのカルシウム濃度の上昇)を誘導する出力 (40mW) で刺激を行った場合には、高頻度の発火が間歇的に起こる特徴的な発火パターン(間歇的な発火パターン)が見られるのに対し、カルシウムトランジェントが発生しない程度の出力 (30mW) では、持続的な発火が観察されることがわかっている。また野生型に加えて、熱受容チャネルThermo TRP あるいは Painless の変異体でも、赤外線レーザーに対する発火応答を計測し、野生型との応答パターンの違いを検証した。さらに、樹状突起のカルシウムトランジェントがどのようなメカニズムで生じているのかを調べるために、全ての電位依存性カルシウムチャネルのαサブユニットおよび、細胞内カルシウムストアのチャネルの変異体をスクリーニングし始めた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

生体内において感覚細胞の、熱刺激依存的な細胞内カルシウム濃度の変化を空間的にも時間的にも高い分解能でデータ取得でき、かつ発火頻度や発火パターンを同時に計測できる系を構築できた。この計測系を利用し、種々の変異体での感覚細胞の応答を定量的に比較できるようになった。

今後の研究の推進方策

class IV da neuronの発火応答が野生型細胞とは異なる突然変異体が見つかれば、その変異体での熱刺激に対する忌避行動が影響を受けているのかどうかを調べる。一方で、class IV da neuronは、熱刺激に加えて、紫外線に対するセンサーとしても働く事が報告されているので。間歇的な発火パターンが高温侵害覚受容に固有のものであるかを調べるため、クラスIVニューロンを紫外線で活性化した場合の発火パターンを観察する。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] High-resolution in vivo imaging of regenerating dendrites of Drosophila sensory neurons during metamorphosis: local filopodial degeneration and heterotypic dendrite-dendrite contacts2012

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Satoh*, Ritsuko Suyama*, Ken-ichi Kimura, Tadashi Uemura (*: equal contribution).
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 12 ページ: 939-951

    • DOI

      10.1111/gtc.12008

    • 査読あり
  • [学会発表] The Seven-pass transmembrane Cadherin Flamingo Controls Dendritic Self-avoidance via its Binding to a LIM Domain Protein Espinas in Drosophila Sensory Neurons2011

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Matsubara
    • 学会等名
      1st Asia-Pacific Drosophila Research Conference
    • 発表場所
      台湾
    • 年月日
      20110522-20110525
  • [学会発表] Dissecting postmitotic transcriptional programs governing subtype-specific cell morphogenesis of Drosophila sensory neurons

    • 著者名/発表者名
      Yukako Hattori
    • 学会等名
      EMBO Conference Series From Functional Genomics to Systems Biology Society for Cell Biology
    • 発表場所
      Germany
  • [学会発表] Dissecting postmitotic transcriptional programs governing subtype-specific dendrite morphogenesis of Drosophila sensory neurons

    • 著者名/発表者名
      Yukako Hattori
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      博多
    • 招待講演
  • [学会発表] Postmitotic transcriptional programs controlled by subtype selectors of Drosophila sensory neurons: genome-wide analysis of Abrupt and Knot/Collier in vivo

    • 著者名/発表者名
      Yukako Hattori
    • 学会等名
      The 11th International Student Seminar,Kyoto University
    • 発表場所
      京都
  • [学会発表] Dual Genome-wide Hunting for Target Genes of Transcription Factors that Control Neuronal Class-specific Dendrite Morphogenesis

    • 著者名/発表者名
      Yukako Hattori
    • 学会等名
      1st Asia-Pacific Drosophila Research Conference
    • 発表場所
      台湾
  • [学会発表] The Seven-pass transmembrane Cadherin Flamingo Controls Dendritic Self-avoidance via its Binding to a LIM Domain Protein Espinas in Drosophila Sensory Neurons

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Matsubara
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会
    • 発表場所
      横浜
  • [学会発表] The seven-pass transmembrane cadherin Flamingo: multiple missions in vivo

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Uemura
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 招待講演
  • [学会発表] Genome-wide view of transcriptional programs governing neuronal subtype-specific dendrite morphogenesis in vivo

    • 著者名/発表者名
      Yukako Hattori
    • 学会等名
      第45回日本発生生物学会・第64回日本細胞生物学会合同大会
    • 発表場所
      神戸
  • [学会発表] The Seven-pass transmembrane Cadherin Flamingo Controls Dendritic Self-avoidance via its Binding to a LIM Domain Protein Espinas in Drosophila Sensory Neurons

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Matsubara
    • 学会等名
      第45回日本発生生物学会・第64回日本細胞生物学会合同大会
    • 発表場所
      神戸
  • [学会発表] 遺伝子ネットワークから細胞ジオメトリーを解く

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Uemura
    • 学会等名
      平成24年度文部科学省数学・数理科学と諸科学・産業との連携研究ワークショップ
    • 発表場所
      博多
    • 招待講演

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公開日: 2015-05-28  

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