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2017 年度 実績報告書

脳内エピジェネティクス変化による運動パターン学習と維持メカニズムの解明

公募研究

研究領域多様性から明らかにする記憶ダイナミズムの共通原理
研究課題/領域番号 16H01261
研究機関北海道大学

研究代表者

和多 和宏  北海道大学, 理学研究院, 准教授 (70451408)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード発声学習 / 学習臨界期 / 経験依存的 / ソングバード / Arc / AAV / 感覚運動学習
研究実績の概要

平成29年度においては、当初から計画していた、in vivo エピジェネティクス改変を目的として、アデノ随伴ウイルス発現系を用いて脱DNAメチル化活性をもつTET触媒ドメインをzebra finch成鳥の歌神経核RAに発現誘導を行った。これによって発声学習臨界期間中に発声行動によって発現される遺伝子群の成鳥時での再活性化を期待した。ウイルスインジェクション後に実施した発声行動解析では、発声学習臨界期後に固定化した歌パターンには大きな変化は観察されなかった。現在神経活動依存的制御を受ける転写発現解析を進めている。
また、本研究によって確立した細胞タイプ特異的遺伝子発現制御技術を用いて、歌パターンの時系列制御を担っている歌神経核HVCの投射ニューロン特異的細胞死を誘導することに成功した。発声学習臨界期後の成鳥にHVC投射ニューロン特異的細胞死を誘導しても、その固定化した歌パターンに大きな影響を観察されなかったことは上述の実験と同じ結果であったが、発声学習臨界期中の若鳥にHVC投射ニューロン特異的細胞死を誘導すると、歌モデルの学習異常、また発声パターンの固定化時期の遅延が観察された。これら2つの実験結果を踏まえると、脱DNAメチル化活性をもつTET触媒ドメインによるエピジェネティクス改変を歌神経核HVC投射ニューロンで実施することで、発声学習とその学習臨界期制御と発声行動依存的なエピジェネティクス制御メカニズムの関連を明らかにする研究の必要性を示唆する。

現在までの達成度 (段落)

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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] University of Wisconsin, Madison(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Wisconsin, Madison
  • [雑誌論文] Neurotensin and neurotensin receptor 1 mRNA expression in song-control regions changes during development in male zebra finches.2018

    • 著者名/発表者名
      Merullo DP, Asogwa CN, Sanchez-Valpuesta M, Hayase S, Pattnaik BR, Wada K, Riters LV.
    • 雑誌名

      Dev Neurobiol.

      巻: Just after accepted ページ: accepted

    • DOI

      10.1002/dneu.22589

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Sex Differences in Brain Thyroid Hormone Levels during Early Post-Hatching Development in Zebra Finch (Taeniopygia guttata)2017

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi S, Hayase S, Aoki N, Takehara A, Ishigohoka J, Matsushima T, Wada K, Homma KJ.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 12 ページ: e0169643

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0169643.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 鳴禽類ソングバードの種特異的発声パターン生成の神経分子基盤2017

    • 著者名/発表者名
      和多和宏
    • 学会等名
      日本進化学会 第19回東京大会 2017
    • 招待講演
  • [学会発表] 自発的行動に起因する発声学習表現型の個性創発の神経分子基盤2017

    • 著者名/発表者名
      和多和宏
    • 学会等名
      日本分子生物学会年会(2017年度生命科学系学会合同年次大会) 2017
    • 招待講演
  • [図書] Brain Evolution by Design: From Neural Origin to Cognitive Architecture2017

    • 著者名/発表者名
      Shigeno S., Murakami Y., & Nomura T. 編著 Wada K, Chen C-C & Jarvis ED 担当
    • 総ページ数
      438
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      978-4431564676

URL: 

公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-02-28  

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