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2017 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, 脳神経科学研究センター, 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 / 報酬学習 / 神経回路 / 誘引行動 / 忌避行動 / 連合記憶
研究実績の概要

多くの生物にとって嗅覚は、餌を探し出す、交配相手を見つける、親子を識別する、そして危険から逃避するなど、個体の生存あるいは種の保存に直結する本能的行動に不可欠な感覚である。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至る。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った。
平成29年度においては、餌報酬と関連させた嗅覚条件付け記憶を制御する神経回路メカニズムの解析を行った。まずは、ゼブラフィッシュにおいて嗅覚入力と報酬・恐怖の連合学習を制御する神経回路メカニズムの解明を目指して、嗅覚記憶行動解析システムの開発を行った。誘引も忌避も起こさないニュートラルな匂い分子の嗅覚入力と、餌の報酬とを条件付けすることによって、ゼブラフィッシュがその匂い分子を記憶して策餌行動を示すことを見出した。すなわち匂い刺激と餌報酬の連合記憶の形成・維持・想起の行動実験系をゼブラフィッシュにおいて確立することができた。また、遺伝学・神経解剖学・分子生物学などの手法を組み合わせることによって、この嗅覚記憶を司る神経回路の解析を行い、視床の特定の神経核が、餌報酬と連関させた匂い刺激によって活性化されることを見出した(投稿準備中)。

現在までの達成度 (段落)

平成29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

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 5件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Terminal nerve GnRH3 neurons mediate slow avoidance of carbon dioxide in larval zebrafish2018

    • 著者名/発表者名
      Koide T, Yabuki Y, Yoshihara Y
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 22 ページ: 1437-1447

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2018.01.019

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of an intra- and inter-specific tear protein signal in rodents2018

    • 著者名/発表者名
      Tsunoda M, Miyamichi K, Eguchi R, Sakuma Y, Yoshihara Y, Kikusui T. Kuwahara M, Touhara K
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 9 ページ: 1213-1223

    • DOI

      10.1016/j.cub.2018.02.060

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A long-range cis-regulatory element for class I odorant receptor genes2017

    • 著者名/発表者名
      Iwata T, Niimura Y, Kobayashi C, Shirakawa D, Suzuki H, Enomoto T, Touhara K, Yoshihara Y, Hirota J
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 ページ: 885

    • DOI

      10.1038/s41467-017-00870-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A labeled-line neural circuit for pheromone-mediated sexual behaviors in mice2017

    • 著者名/発表者名
      Ishii KK, Osakada T, Mori H, Miyasaka N, Yoshihara Y, Miyamichi K, Touhara K
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 95 ページ: 123-137

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2017.05.038

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An adenosine receptor for olfaction in fish2017

    • 著者名/発表者名
      Wakisaka N, Miyasaka N, Koide T, Masuda M, Hiraki-Kajiyama T, Yoshihara Y
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 22 ページ: 1437-1447

    • DOI

      10.1016/j.cub.2017.04.014

    • 査読あり
  • [学会発表] 魚が好きな匂いと嫌いな匂い:嗅覚情動行動の神経回路メカニズム2018

    • 著者名/発表者名
      吉原良浩
    • 学会等名
      第95回日本生理学会大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Carbon dioxide evokes slow escape behavior through nasal trigeminal pathway in larval zebrafish2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara Y
    • 学会等名
      International Workshop on Zebrafish Neural Circuits and Behavior
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ゼブラフィッシュ嗅覚行動の神経回路メカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      吉原良浩
    • 学会等名
      第12回化学生態学研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] ゼブラフィッシュの情動行動を司る嗅覚神経回路メカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      吉原良浩
    • 学会等名
      平成29年度生理学研究所研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] ゼブラフィッシュの嗅覚記憶2017

    • 著者名/発表者名
      吉原良浩
    • 学会等名
      第40回日本分子生物学会年会/第90回日本生化学会大会 合同年次大会
    • 招待講演
  • [産業財産権] 魚類の行動制御技術2017

    • 発明者名
      吉原良浩、脇阪紀子、宮坂信彦、小出哲也
    • 権利者名
      吉原良浩、脇阪紀子、宮坂信彦、小出哲也
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-75796

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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