微小脳における色知覚機構の解析

2005 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 14204080
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 動物生理・代謝
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 蟻川 謙太郎 横浜市立大学, 大学院・国際総合科学研究科, 教授 (20167232)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2005
• キーワード: 昆虫 / 複眼 / 視覚行動 / 視覚中枢 / 色覚 / 色恒常性 / 色誘導 / 微小脳

研究概要

(1)アゲハ視覚系における波長情報処理機構
第一に、アゲハ複眼の広帯域受容細胞の生成機構について、この細胞には緑および赤受容型視物質が重複発現して機能していることを、生理学的に証明した。第二に、第一次視覚中枢である視葉板での情報処理について、解剖学的な研究を行った。視葉板では視細胞か覚二次ニューロンへの情報伝達がメインだが、電顕観察の結果、視細胞同士も多くのシナプス様構造でつながっていることが分かった。視細胞間結合のパターンは、個眼タイプに特有であった。第三に、高次視覚中枢の構造を把握する目的で、アゲハ脳で神経伝達物質の免疫組織化学実験を始めた。
(2)アゲハ色覚機能の行動学的検証
アゲハに単色光を学習識別させ、吻進展行動の作用スペクトルを測定した。その結果、アゲハは紫外線から赤の広範囲で吸蜜行動が示すことが分かった。視覚刺激のサイズと色知覚の関係を、Y迷路の実験系で調べた。アゲハは。直径が視角度1°の刺激の色を識別できることが分かった。波長弁別能や混色機能を調べる予備実験も行った。
(3)他種昆虫の複眼構造
モンシロチョウ複眼で4種の視物質オプシンを同定、それぞれのmRNAの局在を調べた。長波長視物質PrLは緑、赤、暗赤受容細胞の3種に発現しており、分光感度の違いは個眼内色素のフィルタ効果に帰着できた。モンシロチョウ複眼には性差も見つかった。紫受容型視物質PrVをもつ視細胞は、雌では紫、雄では二峰性青受容細胞である。雄のタイプ2個眼は420nmの励起で蛍光を出すが、雌にはこれがない。PrVを含む視細胞の分光感度の性差は、蛍光物質のフィルタ効果で説明できた。ミツバチ複眼でも、視物質オプシンmRNAのin situ hybridizationで、3タイプの個眼がランダムに分布することを証明した。

研究成果

• [雑誌論文] Color discrimination at the spatial resolution limit in a swallowtail butterfly, Papilio xuthus (2006)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi Y, Arikawa K, Kinoshita M
  • 雑誌名: Journal of Experimental Biology (In press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Associative visual learning, color discrimination, and chromatic adaptation in the harnessed honeybee Apis mellifera L. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hori S, Takeuchi H, Arikawa K.Kinoshita M, Ichikawa N, Sasaki M, Kubo T
  • 雑誌名: Journal of Comparative Physiology A (In press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Blue and double-peaked green receptors depend on ommatidial type in the eye of the Japanese yellow swallowtail Papilio xuthus (2006)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita M, Kurihara D, Tsutaya A, Arikawa K
  • 雑誌名: Zoological Science 23 ページ: 199-204
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Light on the moth-eye corneal nipple array of butterflies (2006)
  • 著者名/発表者名: Stavenga DG, Foletti S, Palasantzas G, Arikawa K
  • 雑誌名: Proceedings of Royal Society of London B 273 ページ: 661-667
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Comparative study on the relationship between photoperiodic host-seeking behavioral pattern and the eye parameter of mosquitoes (2006)
  • 著者名/発表者名: Kawada H, Tatsuta H, Arikawa K. Takagi M
  • 雑誌名: Journal of Insect Physiology 52 ページ: 67-75
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Ommatidial type-specific inter-photoreceptor connections in the lamina of the swallowtail butterfly, xuthus (2006)
  • 著者名/発表者名: Takemura S, Arikawa K
  • 雑誌名: Journal of Comparative Neurology 494 ページ: 663-672
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Color discrimination at the spatial resolution limit in a swallowtail butterfly, Papilio xuthus. (2006)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi Y, Arikawa K, Kinoshita M
  • 雑誌名: Journal of Experimental Biology (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Honeybee ommatidia are not all the same : spectral heterogeneity in the honeybee eye (2005)
  • 著者名/発表者名: Wakakuwa M, Kurasawa M, Giurfa M, Arikawa K
  • 雑誌名: Naturwissenschaften 92 ページ: 464-467
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Sexual dimorphism of short wavelength photoreceptors in the small white butterfly, Pieris rapae crucivora (2005)
  • 著者名/発表者名: Arikawa K, Wakakuwa M, Qiu X, Kurasawa M, Stavenga DG
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 25 ページ: 5935-5942
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Comparative study on the nocturnal behavior of Aedes aegypti and Aedes albopictus (2005)
  • 著者名/発表者名: Kawada H, Takemura S, Arikawa K, Takagi M
  • 雑誌名: Journal of Medical Entomology 42 ページ: 312-318
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Photoreceptor projection reveals heterogeneity of lamina cartridges in the visual system of the Japanese yellow swallowtail butterfly, Papilio xuthus (2005)
  • 著者名/発表者名: Takemura S, Kinoshita M, Arikawa K
  • 雑誌名: Journal of Comparative Neurology 483 ページ: 341-350
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Honeybee ommatidia are not all the same : spectral heterogeneity in the honeybee eye (2005)
  • 著者名/発表者名: Wakakuwa M, Kurasawa M, Giurfa M, Arikawa K
  • 雑誌名: Naturwissenachaften 92 ページ: 464-467
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Comparative study on the nocturnal behavior of Aedes aegypti and Aedes albopictus. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kawada H, Takemura S, Arikawa K. Takagi M
  • 雑誌名: Journal of Medical Entomology 42 ページ: 312-318
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Photoreceptor projection reveals heterogeneity of lamina cartridges in the visual system of the Japanese yellow swallowtail butterfly, Papilio xuthus. (2005)
  • 著者名/発表者名: Takemura S, Kinoshita M, Arikawa K
  • 雑誌名: Journal of Comparative Neurology 483 ページ: 341-350
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A unique visual pigment expressed in green, red, and deep-red receptors in the eye of the small white butterfly, Pieris rapae crucivora., (2004)
  • 著者名/発表者名: Wakakuwa M, Stavenga DG, Kurasawa M, Arikawa K
  • 雑誌名: Journal of Experimental Biology 207 ページ: 2803-2810
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Butterfly wing colours : scale beads make white pierid wings brighter., (2004)
  • 著者名/発表者名: Stavenga DG, Stowe, S, Siebke K, Zeil J, Arikawa K
  • 雑誌名: Proceedings of Royal Society of London B 271 ページ: 1577-1584
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Action spectrrum of foraging behavior of the Japanese yellow swallowtail butterfly, Papilio xuthus., (2004)
  • 著者名/発表者名: Koshitaka H, Kinoshita M, Arikawa K
  • 雑誌名: Acta Biologica Hungarica 55 ページ: 71-79
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Immunohistochemical localization of Papilio RBP in the eye of a butterfly Papilio and other insects. (2004)
  • 著者名/発表者名: Wakakuwa M, Ozaki K, Arikawa K.
  • 雑誌名: Journal of Experimental Biology 207 ページ: 1479-1486
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A unique visual pigment expressed in green, red, and deep-red receptors in the eye of the small white butterfly, Pieris rapae crucivora. (2004)
  • 著者名/発表者名: Wakakuwa M, Stavenga DG, Kurasawa M, Arikawa K
  • 雑誌名: Journal of Experimental Biology 207 ページ: 2803-2810
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Butterfly wing colours : scale beads make white pierid wings brighter. (2004)
  • 著者名/発表者名: Stavenga DG, Stowe, S, Siebke K, Zeil J, Arikawa K
  • 雑誌名: Proceedings of Royal Society of London B 271 ページ: 1577-1584
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Action spectrrum of foraging behavior of the Japanese yellow swallowtail butterfly, Papilio xuthus. (2004)
  • 著者名/発表者名: Koshitaka H, Kinoshita M, Arikawa K
  • 雑誌名: Acta Biologica Hungarica 55 ページ: 71-79
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Spectral organization of eyes of butterfly Papilio. (2003)
  • 著者名/発表者名: Arikawa K
  • 雑誌名: Journal of Comparative Physiology A 189 ページ: 791-800
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Polymorphism of red receptors : Sensitivity spectral of proximal photoreceptos in the small white butterfly, Pieris rapae crucivora. (2003)
  • 著者名/発表者名: Qiu X, Arikawa K
  • 雑誌名: Journal of Experimental Biology 206 ページ: 2787-2793
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Coexpression of two visual pigments in a photoreceptor causes an abnormally broad spectral sensitivity in the eye of a butterfly, Papilio xuthus (2003)
  • 著者名/発表者名: Arikawa K, Mizuno S, Kinoshita M, Stavenga DG
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 23 ページ: 4527-4532
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A novel retinol-binding protein in the retina of the swallowtail butterfly, Papilio xuthus (2003)
  • 著者名/発表者名: Wakakuwa M, Arikawa K, Ozaki K
  • 雑誌名: European Journal of Biochemistry 270 ページ: 2436-2445
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The photoreceptor localization confirms the spectral heterogeneity of ommatidia in the male small white butterfly, Pieris rapae crucivora (2003)
  • 著者名/発表者名: Qiu X, Arikawa K
  • 雑誌名: Journal of Comparative Physiology A 189 ページ: 81-88
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Spectral organization of eyes of a butterfly Papilio. (2003)
  • 著者名/発表者名: Arikawa K.
  • 雑誌名: Journal of Comparative Physiology A 189 ページ: 791-800
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Polymorphism of red receptors : Sensitivity spectra of proximal photoreceptos in the small white butterfly, Pieris rapae crucivora. (2003)
  • 著者名/発表者名: Qiu X, Arikawa K.
  • 雑誌名: Journal of Experimental Biology 206 ページ: 2787-2793
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Coexpression of two visual pigments in a photoreceptor causes an abnormally broad spectral sensitivity in the eye of a butterfly, Papilio xuthus (2003)
  • 著者名/発表者名: Arikawa K, Mizuno S, Kinoshita M, Stavenga DG.
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 23 ページ: 4527-4532
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A novel retinol-binding protein in the retina of the swallowtail butterfly, Papilio xuthus (2003)
  • 著者名/発表者名: Wakakuwa M, Arikawa K, Ozaki K
  • 雑誌名: European Journal of Biochemistoy 270 ページ: 2436-2445
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The photoreceptor localization confirms the spectral heterogeneity of ommatidia in the male small white butterfly, Pieris rapae crucivora. (2003)
  • 著者名/発表者名: Qiu X, Arikawa K.
  • 雑誌名: Journal of Comparative Physiology A 189 ページ: 81-88
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Ommatidial heterogeneity in the compound eye of the male small white butterfly, Pieris rapae crucivora (2002)
  • 著者名/発表者名: Qiu X, Vanhoutte K, Stavenga DG, Arikawa K
  • 雑誌名: Cell and Tissue Research 307 ページ: 371-379
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Ommatidial heterogeneity in the compound eye of the male small white butterfly, Pieris rapae crucivora. (2002)
  • 著者名/発表者名: Qiu X, Vanhoutte K, Stavenga DG, Arikawa K
  • 雑誌名: Cell and Tissue Research 307 ページ: 371-379
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Associative visual learning, color discrimination, and chromatic adaptation in the harnessed honeybee Apis mellifera L.
  • 著者名/発表者名: Hori S, Takeuchi H, Arikawa K.Kinoshita M, Ichikawa N, Sasaki M, Kubo T
  • 雑誌名: Journal of Comparative Physiology A (published online) ページ: DOI:10.1007/s00359-005-0091-4
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Blue and double-peaked green receptors depend on ommatidial type in the eye of the Japanese yellow swallowtail Papilio xuthus.
  • 著者名/発表者名: Kinoshita M, Kurihara D, Tsutaya A, Arikawa K
  • 雑誌名: Zoological Science 23 ページ: 199-204
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Light on the moth-eye corneal nipple array of butterflies.
  • 著者名/発表者名: Stavenga DG, Foletti S, Palasantzas G, Arikawa K
  • 雑誌名: Proceedings of Royal Society of London B 273 ページ: 661-667
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] チョウ類の感覚.チョウの生物学(本田, 加藤編) (2005)
  • 著者名/発表者名: 蟻川謙太郎, 木下充代
  • 総ページ数: 153-173
  • 出版者: 東京大学出版会
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] 昆虫の光感覚.光科学研究の最前線(加藤編) (2005)
  • 著者名/発表者名: 蟻川謙太郎
  • 総ページ数: 348-349
  • 出版者: JILS
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] 色受容細胞分布からみた複眼のデザイン : 個眼多様性の普遍性と種特異性.比較生理生化学,22 (2005)
  • 著者名/発表者名: 蟻川謙太郎
  • 総ページ数: 11-19
  • 出版者: 日本比較生理生化学会
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] 微小脳がつくるカん化の世界.もうひとつの脳〜微小脳の研究入門(桑沢, 富永, 山口編) (2005)
  • 著者名/発表者名: 蟻川謙太郎
  • 総ページ数: 233-262
  • 出版者: 培風館
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] Color vision and retinal organization in butterflies. In : Prete F (ed) Complex worlds from simpler nervous systems (2004)
  • 著者名/発表者名: Arikawa K, kinoshita M, Stavenga DG
  • 総ページ数: 193-219
  • 出版者: MIT Press
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] モンシロチョウ複眼をめぐる問題、昆虫と自然,29 (2004)
  • 著者名/発表者名: 蟻川謙太郎, 邱旭東, DGスタベンガ, 若桑基博, 倉沢真澄
  • 総ページ数: 27-30
  • 出版者: ニュー・サイエンス社
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] 昆虫の色覚 脳21 特集「色覚のメカニズム」第6巻 (2003)
  • 著者名/発表者名: 蟻川謙太郎, 木下充代
  • 総ページ数: 374-380
  • 出版者: 金芳堂
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] 個眼と複眼.毎日ライフ1月号 (2003)
  • 著者名/発表者名: 蟻川謙太郎
  • 出版者: 毎日新聞社
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] 理科年表Q&A (2003)
  • 著者名/発表者名: 蟻川謙太郎
  • 出版者: 丸善
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] アゲハ複眼における新規レチノール結合タンパク質Papilio RBPの同定と機能解析 Sophia Life Science Bulletin, 21 (2002)
  • 著者名/発表者名: 若桑基博, 尾崎浩一, 蟻川謙太郎
  • 総ページ数: 23-30
  • 出版者: 上智大学生命科学研究所
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] チョウの見る世界を探る胖色覚の生理学と行動学 遺伝 (2002)
  • 著者名/発表者名: 蟻川謙太郎, 木下充代, 竹内勇一
  • 総ページ数: 28-32
  • 出版者: 裳華房
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] 生物学データ大百科事典 (2002)
  • 著者名/発表者名: 蟻川謙太郎
  • 総ページ数: 28-32
  • 出版者: 朝倉書店
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] 視細胞の分光感度.生物物理学ハンドブック
  • 著者名/発表者名: 蟻川謙太郎
  • 出版者: 朝倉書店
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より