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2017 年度 実績報告書

昆虫視葉板における色覚初期過程の解剖学的・生理学的解析

研究課題

研究課題/領域番号 26251036
研究機関総合研究大学院大学

研究代表者

蟻川 謙太郎  総合研究大学院大学, 先導科学研究科, 教授 (20167232)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード昆虫 / 色覚 / 複眼 / 視細胞 / 視葉板 / コネクトーム / 波長対比性
研究実績の概要

昆虫における色覚情報処理の初期過程とその進化を解明するため、視覚第一次中枢(視葉板)に的を絞り、次の2項目について徹底的な実験研究を行うことを目的とした。第一に、昆虫視覚神経系の連続ブロック表面走査電顕(SBF-SEM)による観察法を確立、視葉板カートリッジの全シナプスを記載するコネクトーム解析を行うこと、第二に、視細胞と視覚二次ニューロン(lamina monopolar cell, LMC)の波長対比性反応の機構を、電気生理学と分子細胞生物学の手法で解明することである。
第一点について、1個体のアゲハで6個眼分のコネクトーム解析を完成させた。各個眼ごと、9個の視細胞と4個のLMCが含まれている。個眼間の結合も解明した。また、モンシロチョウとモンキチョウの視葉板の連続切片像も獲得し、少なくとも視細胞9番がこれまで言われていたように視髄まで軸索を伸ばす長視細胞ではなく、視葉板で終末する短視細胞であることが分かった。第二点については、アゲハ視覚系で同定したヒスタミン駆動性Cl-チャネル2種(PxHCLAとB)について、培養細胞で強制発現されたチャネルがヒスタミンとGABAの双方に感受性を持つことを示した。また、特異的抗体を用いた免疫組織化学的実験で、Aは視細胞と二次ニューロンのシナプスに、Bは視細胞同士のシナプスに発現していることが分かった。さらに、視葉板における視細胞終末部、およびLMCの軸索からは、波長対比性の反応が多く記録されることも確認できた。

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

    (19件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] University of Oulu(フィンランド)

    • 国名
      フィンランド
    • 外国機関名
      University of Oulu
  • [国際共同研究] University of Ljubljana(スロベニア)

    • 国名
      スロベニア
    • 外国機関名
      University of Ljubljana
  • [雑誌論文] A Novel Display System Reveals Anisotropic Polarization Perception in the Motion Vision of the Butterfly Papilio xuthus2017

    • 著者名/発表者名
      Stewart Finlay J、Kinoshita Michiyo、Arikawa Kentaro
    • 雑誌名

      Integrative and Comparative Biology

      巻: 57 ページ: 1130~1138

    • DOI

      10.1093/icb/icx070

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Red-shift of spectral sensitivity due to screening pigment migration in the eyes of a moth, Adoxophyes orana2017

    • 著者名/発表者名
      Satoh Aya、Stewart Finlay J.、Koshitaka Hisaharu、Akashi Hiroshi D.、Pirih Primoz、Sato Yasushi、Arikawa Kentaro
    • 雑誌名

      Zoological Letters

      巻: 3 ページ: 1~11

    • DOI

      10.1186/s40851-017-0075-6

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characterization of the first-order visual interneurons in the visual system of the bumblebee (Bombus terrestris)2017

    • 著者名/発表者名
      Rusanen Juha、Vaehaekainu Antti、Weckstroem Matti、Arikawa Kentaro
    • 雑誌名

      Journal of Comparative Physiology A

      巻: 203 ページ: 903~913

    • DOI

      10.1007/s00359-017-1201-9

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Not flying blind: a comparative study of photoreceptor function in flying and non-flying cockroaches2017

    • 著者名/発表者名
      Frolov Roman V.、Matsushita Atsuko、Arikawa Kentaro
    • 雑誌名

      The Journal of Experimental Biology

      巻: 220 ページ: 2335~2344

    • DOI

      10.1242/jeb.159103

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Unique Temporal Expression of Triplicated Long-Wavelength Opsins in Developing Butterfly Eyes2017

    • 著者名/発表者名
      Arikawa Kentaro、Iwanaga Tomoyuki、Wakakuwa Motohiro、Kinoshita Michiyo
    • 雑誌名

      Frontiers in Neural Circuits

      巻: 11 ページ: 1~9

    • DOI

      10.3389/fncir.2017.00096

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The eyes and vision of butterflies2017

    • 著者名/発表者名
      Arikawa Kentaro
    • 雑誌名

      The Journal of Physiology

      巻: 595 ページ: 5457~5464

    • DOI

      DOI:10.1113/JP273917

    • 査読あり
  • [学会発表] Electrophysiological analysis of second-order visual neurons in the Papilio lamina2018

    • 著者名/発表者名
      Chen P-J, Belusic G, Arikawa K
    • 学会等名
      2018 Congress of Animal Behavior and Ecology, Jan 2018, Hsinchu Taiwan
    • 国際学会
  • [学会発表] Compound eyes and color vision of butterflies2017

    • 著者名/発表者名
      Arikawa K
    • 学会等名
      Invited lecture at the Department of Zoology, Jahangirnagar University, November 2017, Dhaka Bangladesh
    • 招待講演
  • [学会発表] チョウの見る世界をさぐる2017

    • 著者名/発表者名
      蟻川謙太郎
    • 学会等名
      横浜市立大学木原生物学研究所セミナー.2017年9月、横浜
    • 招待講演
  • [学会発表] Detergent-free approach to spectral tuning mechanisms of long-wavelength-sensitive opsins in butterfly2017

    • 著者名/発表者名
      Saito T, Koyanagi M, Sugihara T, Arikawa K, Terakita A
    • 学会等名
      8th Asia and Oceania Conference on Photobiology, Nov 2017, Seoul Korea
    • 国際学会
  • [学会発表] Butterfly polarization vision: Evidence for monopolatic motion detection2017

    • 著者名/発表者名
      Stewart F, Kinoshita M, Arikawa K
    • 学会等名
      The 39th Annual Meeting of the Japanese Society for Comparative Physiology and Biochemistry, Nov 2017, Fukuoka
  • [学会発表] Retinal organisation of migratory butterfly, Parantica sita2017

    • 著者名/発表者名
      Nagloo N, Arikawa K, Kinoshita M
    • 学会等名
      The 39th Annual Meeting of the Japanese Society for Comparative Physiology and Biochemistry, Nov 2017, Fukuoka
  • [学会発表] : Immunolocalization of histamine-gated chloride channels in the Papilio medulla2017

    • 著者名/発表者名
      Chen P-J, Matsushita A, Arikawa K
    • 学会等名
      The 39th Annual Meeting of the Japanese Society for Comparative Physiology and Biochemistry, Nov 2017, Fukuoka
  • [学会発表] Polarized light and host selection in Pieris rapae2017

    • 著者名/発表者名
      Blake AJ, Couture S, Go MC, Hahn GS, Grey H, Arikawa K, Gries G
    • 学会等名
      Annual Meeting of the Entomological Society of Canada, Oct 2017, Canada
  • [学会発表] Keep the old, attract the new: floral color change by plants for a full exploitation of site-faithful pollinators2017

    • 著者名/発表者名
      Ohashi K, Suzuki MF, Makino TT, Arikawa K
    • 学会等名
      The 31st annual meeting of the Scandinavian pollination ecologists, Oct 2017, Drobak, Norway
    • 国際学会
  • [学会発表] アゲハ視葉板における視細胞とLMCの個眼タイプ特異的結合:連続ブロックフェイス走査電顕(SBF-SEM)による解析2017

    • 著者名/発表者名
      松下敦子、Finlay Stewart、宮崎直幸、村田和義、蟻川謙太郎
    • 学会等名
      日本動物学会第88回大会、2017年9月、富山
  • [学会発表] ナミアゲハの色覚初期過程におけるヒスタミン作動性チャネルの生理学的解析.2017

    • 著者名/発表者名
      赤司寛志, Pei-Ju Chen, 秋山辰穂, 高山靖規, 富永真琴, 蟻川謙太郎
    • 学会等名
      日本動物学会第88回大会、2017年9月、富山

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公開日: 2019-12-27  

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