| 研究課題/領域番号 |
19K06897
|
|---|
| 研究機関 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究 |
|---|
研究代表者 |
木村 有希子 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 助教 (70581122)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| キーワード | ゼブラフィッシュ / 遊泳運動 |
|---|
| 研究実績の概要 |
脊椎動物の移動運動では速度変化にともない、ウマのウオーク、トロット、ギャロップのように運動パターンが変化することがある。異なる速度の異なる運動パターンは、特定の速度で特定の脊髄ニューロンが選択的に活動して作られると考えられるが、その具体的なメカニズムは明らかでない。このメカニズムを明らかにするためには、動物が様々な速度で運動するときに、特定の運動パターン生成に関わる脊髄ニューロンが速度依存的に活動するために、どこからどのような入力を受けているかを明らかにする必要がある。しかし、上述の研究は複雑で巨大な神経系を持つ哺乳類を材料に用いると、実験操作が難しい。本研究では、哺乳類より単純な神経系を持ち、実験操作が容易なゼブラフィッシュ幼魚を材料にして、速度特異的な運動パターン生成に関わる脊髄ニューロンが様々な速度の運動で脊髄および後脳のニューロンから受ける入力を調べることで、速度依存的移動運動パターン変化を制御する後脳・脊髄神経回路を明らかにすることを目的とする。 ２０２０年度は前年度に続き、速度依存的発火パターンを示す脊髄ニューロンのうち、低速遊泳運動のパターンを作り出すために重要と考えられている交叉性の下向性軸索を持つ興奮性ニューロンについて、特定の脊髄ニューロンを除去した場合の活動変化を解析した。また、低速遊泳と高速遊泳で異なる運動パターンを示す胸ビレを制御する運動ニューロンが受ける入力についても解析を行った。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本研究の目的は、移動運動の速度変化に伴い運動パターンが変化する際の神経回路の動作機構を明らかにすることである。そのために、速度依存的に発火するニューロンがどこからどのような入力を受けているかを明らかにする。２０２０年度は速度依存的発火パターンを示す脊髄ニューロンのうち、低速遊泳運動のパターンを作り出すために重要と考えられている交叉性の下向性軸索を持つ興奮性ニューロンの解析を行った。このニューロンは、高速遊泳運動で活動せず、低速遊泳運動で活動する。この発火パターンを作り出す上流のニューロンを特定するために、前年度のボルテージクランプ法による解析の結果から、このニューロンに結合し、発火タイミングを調節している可能性のある複数の抑制性脊髄ニューロンを遺伝学的に除去する解析を行った。しかし、予想に反して、解析ニューロンの発火パターンは変化しなかった。今後は、他の種類のニューロンについても除去を行い、検討する予定である。
上記の研究と並行して、胸ビレの運動ニューロンが受ける入力パターンについても解析を行っている。
|
| 今後の研究の推進方策 |
解析対象ニューロンとシナプス結合をする可能性がある特定の種類の介在ニューロンで、２０２０年度に未解析の種類のニューロンを遺伝学的に除去した遺伝子組み換え魚を作成する。解析対象ニューロンが受けるシナプス入力に変化が起こるかを調べることで、解析対象ニューロンにシナプス結合するニューロンを特定する。また、胸鰭運動ニューロンについても引き続き解析を行う。これらの解析により、速度依存的移動運動パターン変化を制御する後脳・脊髄神経回路を明らかにする。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
既存の研究材料と他の研究計画で作成した遺伝子組み換え魚を本研究に使用することができたため、予定の支出を抑制できた。新たに実験装置の購入に使う予定であった費用は、共同で既存の装置を使用する予定の人員の研究テーマの変化によって、今年度に使用する必要がなくなった。次年度に、新しい遺伝子組み換え魚の作成と、不具合を起こしている実験装置の対応に使用する予定である。
|
