研究課題
脳は高度な情報処理能力を持つが、その基盤となる複雑な神経回路は遺伝的な情報をもとに形成されると考えられてきた。しかし近年、幼若期に外界からの刺激入力を受けることが神経回路の精緻化に必要であることや、脳が損傷すると、外界からの刺激入力を元に脳内では、脳機能を補償するように神経回路の再編成が誘導されることが報告され、これらの結果は、外界からの刺激入力が、機能的に適応した脳の形成や再編成に重要な働きをしていることが示唆された。しかし、その機構の大部分は未解明である。本研究の目的は、感覚刺激によって機能的な脳を形成する分子機構について、プラナリアの脳再生をモデルとして明らかにすることである。本研究では、まず、外界からの刺激が脳の形成に影響しているかを調べるために、プラナリアを複数に切断した後、2グループに分けて異なる環境下(通常条件と光遮断)で脳を再生させる実験を行った。その結果、光遮断されたグループは、正常に走光性行動を回復できなかったのに対して、光刺激があるグループでは、正常に行動を回復できることを発見し、その再現性を確認した。この結果から、光刺激が視覚機能の回復に重要な働きをしていることが示唆された。さらに、脳の視覚中枢の神経細胞で発現し、RNAiによって、光遮断下で再生したプラナリアと同じ表現型を示す遺伝子として、新規神経ペプチド遺伝子の同定に成功した。詳細な解析の結果、光刺激による視覚中枢神経細胞の活性化で当該遺伝子の発現が上昇することを発見した。今後さらに詳細な分子メカニズムを解明していく予定。
2: おおむね順調に進展している
環境刺激-脳形成-脳機能-行動の一連の制御機構を解析するにあたりプラナリアをモデルにできることを確認できた。また、本年度の到達目標であった、外部光刺激に依存して発現上昇する神経ペプチド遺伝子の同定と特徴解析を一部行うことができた。
おおむね当の初計画通りに順調に進んでおり、計画通りに次年度も進めていく予定。
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すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)
Zool Sci
巻: 印刷中 ページ: 印刷中
Invest Ophthalmol Vis Sci
巻: 56 ページ: 7604-7610
10.1167/iovs.15-17458
PLoS One
巻: 10 ページ: e0143525
10.1371/journal.pone.0143525
巻: 10 ページ: e0142214
10.1371/journal.pone.0142214
