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2015 年度 実績報告書

ゼブラフィッシュにおける嗅覚記憶ダイナミズムの分子・細胞・神経回路メカニズム

計画研究

研究領域多様性から明らかにする記憶ダイナミズムの共通原理
研究課題/領域番号 25115005
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

吉原 良浩  国立研究開発法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, チームリーダー (20220717)

研究期間 (年度) 2013-06-28 – 2018-03-31
キーワード嗅覚記憶 / ゼブラフィッシュ / 嗅覚インプリンティング / 報酬 / 神経回路 / 誘引行動 / 忌避行動 / 連合記憶
研究実績の概要

嗅覚は、餌を探し出す、交配相手を見つける、親子を識別する、危険から逃避するなど、すべての生物にとって個体の生存や種の保存に直結する重要な化学感覚である。すなわち外界に存在する多種多様な匂い分子が嗅細胞で受容され、その情報が嗅球さらには高次嗅覚中枢へと伝達・処理されて、嗅覚イメージの形成、快不快の情動創出、さらには匂い記憶の成立へとる。本研究では嗅覚記憶の時空間的ダイナミズムの分子・細胞・回路メカニズムの全貌を明らかにすることを目的とし、遺伝学・発生工学・神経解剖学・神経活動イメージング・電気生理学・神経行動学など多様な実験手法を駆使できるゼブラフィッシュをモデル生物とした統合的解析を行う。平成27年度においては以下の研究を行い、次年度につながる重要な成果を得た。
1)嗅覚インプリンティングを司る神経回路メカニズム解明のために、行動解析装置(Y字型迷路)の改良を行った。新たな装置内では、匂い物質がほぼ混ざり合わずに2つの流路を形成し、ゼブラフィッシュの匂いに対するpreferenceあるいはaversionをはっきりと観察できるシステムの構築に成功した。
2)嗅覚報酬記憶の新たな実験系を立ち上げた。特定の匂いを餌報酬と連合させることによって、ゼブラフィッシュはその匂いに対して明らかなpreferenceを示すようになった。本システムを用いることにより、嗅覚記憶の神経回路機構の解析が可能となる。

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

嗅覚インプリンティングの実験システムの改良、餌報酬と連関した嗅覚記憶を引き起こすシステムの構築など、研究全般においてほぼ予定通り順調に進行している。

今後の研究の推進方策

今後は、嗅覚記憶を引き起こす匂い分子の嗅覚受容体の同定、その受容体を発現する嗅細胞にGFPおよびGal4を発現するトランスジェニックゼブラフィッシュの作製、嗅覚インプリンティングおよび餌報酬との嗅覚連合記憶に関連する脳部位の同定など、本研究をさらに進展させる。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Olfactory receptor for prostaglandin F2α mediates male fish courtship behavior2016

    • 著者名/発表者名
      Yabuki Y, Koide T, Miyasaka N, Wakisaka N, Masuda M, Ohkura M, Nakai J, Tsuge K, Tsuchiya S, Sugimoto Y, Yoshihara Y
    • 雑誌名

      Nature Neuroscience

      巻: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Icam5 Expression Exhibits Sex Differences in the Neonatal Pituitary and Is Regulated by Estradiol and Bisphenol A2016

    • 著者名/発表者名
      Eckstrum KS, Weis KE, Baur NG, Yoshihara Y, Raetzman LT.
    • 雑誌名

      Endocrinology

      巻: 157 ページ: 1408-1420

    • DOI

      doi: 10.1210/en.2015-1521

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 脳はなぜ匂いを感じるのか2016

    • 著者名/発表者名
      吉原良浩
    • 雑誌名

      こころの科学

      巻: 印刷中

  • [雑誌論文] Contactin-4 mediates axon-target specificity and functional development of the accessory optic system2015

    • 著者名/発表者名
      Osterhout JA, Stafford BK, Nguyen PL, Yoshihara Y, Huberman AD.
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 86 ページ: 985-999

    • DOI

      doi: 10.1016/j.neuron.2015.04.005

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] OCAM regulates embryonic spinal cord stem cell proliferation by modulating ErbB2 receptor2015

    • 著者名/発表者名
      Deleyrolle L, Sabourin JC, Rothhut B, Fujita H, Guichet PO, Teigell M, Ripoll C, Chauvet N, Perrin F, Mamaeva D, Noda T, Mori K, Yoshihara Y, Hugnot JP.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 10 ページ: 10(4):e0122337

    • DOI

      doi: 10.1371/journal.pone.0122337

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 発生工学的手法による神経回路の可視化2015

    • 著者名/発表者名
      吉原良浩
    • 雑誌名

      Clinical Neuroscience

      巻: 33 ページ: 657-661

  • [学会発表] Neural circuit genetics of the claustrum2015

    • 著者名/発表者名
      吉原良浩
    • 学会等名
      遺伝学研究所ワークショップ「哺乳類脳の機能的神経回路の構築メカニズム」
    • 発表場所
      国立遺伝学研究所(静岡県・三島市)
    • 年月日
      2015-12-06
    • 招待講演
  • [学会発表] Dissection of neural circuitry mediating CO2 avoidance in the larval zebrafish2015

    • 著者名/発表者名
      小出哲也、吉原良浩
    • 学会等名
      第13回国際シンポジウム味覚嗅覚の分子神経機構
    • 発表場所
      九州大学(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2015-11-03
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 性フェロモン PGF2αへの雄ゼブラフィッシュの誘引行動:単一 vs.集団状況における応答性の相違について2015

    • 著者名/発表者名
      矢吹陽一、小出 哲也 宮坂 信彦 増田 美和 脇阪 紀子 吉原 良浩
    • 学会等名
      日本味と匂学会第49回大会
    • 発表場所
      じゅうろくプラザ(岐阜県・岐阜市)
    • 年月日
      2015-09-24
  • [学会発表] Olfactory receptors, circuits and behaviors in zebrafish2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Yoshihara
    • 学会等名
      XXVth Annual Meeting of European Chemoreception Research Organization
    • 発表場所
      イスタンブール(トルコ)
    • 年月日
      2015-09-02
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 前障の神経回路遺伝学2015

    • 著者名/発表者名
      吉原良浩
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-07-30
    • 招待講演
  • [学会発表] ATPによるゼブラフィッシュの誘引行動とその嗅覚神経回路メカニズム2015

    • 著者名/発表者名
      脇阪 紀子、宮坂 信彦、小出 哲也、増田 美和、吉原 良浩
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-07-28
  • [備考] 理化学研究所 脳科学総合研究センター シナプス分子機構研究チーム ホームページ

    • URL

      http:/ / www.brain.riken.jp/ jp/ faculty/ details/ 53

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公開日: 2017-01-06  

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