ショウジョウバエ行動制御神経回路のコネクトミクス解析

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26221002
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 伊藤 啓 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 准教授 (00311192)
• 研究期間 (年度): 2014-05-30 – 2019-03-31
• キーワード: 神経情報処理 / コネクトミクス / モデル動物 / イメージング / ショウジョウバエ / 発現誘導系統 / クローナルユニット / 行動制御神経

研究実績の概要

脳機能を理解する上で重要であるにもかかわらずこれまで知見が乏しかった、連合系と行動制御系を結ぶ神経回路について、神経の可視化や機能操作が容易なショウジョウバエをモデルにして網羅的に同定解析するコネクトミクス研究を行う。今年度はその第一年次として、研究環境の整備と研究対象となる神経回路構造の概要の解析を行った。まず、高性能対物レンズを備えた蛍光顕微鏡を導入し、次年度調達予定のレーザーユニットと合わせて共焦点顕微鏡を整備する準備を整えた。さらに、この顕微鏡を用いて蛍光ラベルした標本の解析を行い、神経回路の解析を進めた。
まず、脳から胸腹部神経節に下行する行動制御神経をラベルする発現誘導系統のスクリーニングを行い、これらの神経の細胞体の位置と樹状突起が広がる領域を解析した。並行して、特定の神経幹細胞に由来するクローナルユニット単位で、どのユニットが下行神経をラベルするかを解析し、その樹状突起の領域を確定した。これらの結果を総合して、行動制御神経が位置する脳領域を概観する知識を得た。
さらに、これら行動制御神経の樹状突起部に神経投射を持つことが推定される脳内の神経を探すため、クローナルユニットの解析と発現誘導系統群のスクリーニングを開始するとともに、今後蓄積されると予想される膨大なデータを記録するためのデータベースの構築を始めた。

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

研究立ち上げの初年度として、今後膨大な発現誘導系統をスクリーニングして、連合系と行動制御系を結ぶさまざまな神経を同定し、投射構造を記録するための研究基盤を整えることができた。

今後の研究の推進方策

当初の予定どおり、次年度（27年度）は我々が保有する系統のスクリーニングを完了させるとともに、米国HHMIジャネリア研究所で新たに作られた発現誘導系統コレクションのスクリーニングを開始する。すでに共同研究の体勢を整え、スクリーニング対象となる発現誘導系統の脳画像を入手して、目的神経候補をラベルする有用系統の探索を開始している。また、イメージング解析システムの改良を進め、運動中の神経の活動記録を行えるようにする。