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2018 年度 実績報告書

動物の環境適応における機能シフト機構

公募研究

研究領域行動適応を担う脳神経回路の機能シフト機構
研究課題/領域番号 17H05578
研究機関青山学院大学

研究代表者

平田 普三  青山学院大学, 理工学部, 教授 (60402450)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワード脳・神経
研究実績の概要

動物は視覚・聴覚などあらゆる感覚受容を駆使して周囲の状況を認識し、何らかの行動を出力する。本研究では、動物モデルとして熱帯魚ゼブラフィッシュを採用し、聴覚刺激に対する逃避行動の変化を行動可塑性として研究した。ゼブラフィッシュ稚魚にホワイトノイズとよばれる混合音を聞かせると、突然の水音を聞いた時にとる逃避行動が低下する「環境適応」が実験室レベルで再現できる。この実験系を用いて、聴覚刺激後に時間が経過すると、行動可塑性が元に戻るので、その過程を経時解析した。具体的には聴覚刺激後、どのくらいの時間が経過するとリセットされて動物の逃避行動が回復するのかを逃避行動の動画記録で解析した。さらに、そのリセットが起こる過程で脳神経回路にどのような変化が起こるかを生体内イメージングで調べた。行動可塑性の際にはマウスナー細胞という逃避をトリガーする神経細胞の細胞表面に存在する抑制性シナプスの1タイプであるグリシン作動性シナプスにおいて、グリシン受容体タンパク質のシナプス部位への集合が起こることから、リセットの際には逆にグリシン受容体タンパク質の細胞膜上での側方拡散が起こると予想されたので、その分子機構の解析を進めた。行動可塑性の際にはグリシン作動性シナプスにおいて、その足場タンパク質であるゲフィリンがリン酸化されるので、リセットではゲフィリンの脱リン酸化に注目し、脱リン酸化酵素(プロテインホスファターゼ)の特異的阻害剤、具体的にはプロテインホスファターゼ1阻害剤、プロテインホスファターゼ2A阻害剤、プロテインホスファターゼ2B阻害剤、プロテインホスファターゼ2C阻害剤をゼブラフィッシュ稚魚に作用させて、行動可塑性やリセットが影響を受けるかを解析した。脱リン酸化反応が行動のリセットに関与するということが明らかになり、ホワイトノイズによる突然の水音を聞いた時の逃避行動の変化の全容の理解に近づいた。

現在までの達成度 (段落)

平成30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30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Functional consequence of the postnatal switch from neonatal to mutant adult glycine receptor a1 subunits in the shaky mouse model of startle disease.2018

    • 著者名/発表者名
      Schaefer, N., Zheng, F., van Brederode, H., Berger, A., Leacock, S., Hirata, H., Paige, C. J., Harvey, R. J. Alzheimer, C. and Villmann, C.
    • 雑誌名

      Front. Mol. Neurosci.

      巻: 11 ページ: 167

    • DOI

      10.3389/fnmol.2018.00167

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Characterization of the zebrafish glycine receptor family reveals insights into glycine receptor structure and stoichiometry.2018

    • 著者名/発表者名
      Low, S. E., Ito, D. and Hirata, H
    • 雑誌名

      Front. Mol. Neurosci.

      巻: 11 ページ: 286

    • DOI

      10.3389/fnmol.2016.00050

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The AAA+ ATPase/ubiquitin ligase mysterin stabilizes cytoplasmic lipid droplets.2018

    • 著者名/発表者名
      Sugihara, M., Morito, D., Ainuki, S., Hirano, Y., Ogino, K., Kitamura, A., Hirata, H. and Nagata, K.
    • 雑誌名

      J. Cell Biol.

      巻: 218 ページ: 949-960

    • DOI

      10.1083/jcb.201712120

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ゼブラフィッシュを用いたカルシウム動態制御と筋疾患の研究2018

    • 著者名/発表者名
      平田普三
    • 学会等名
      第4回日本筋学会学術集会
    • 招待講演
  • [図書] Zebrafish, Medaka, and Other Small Fishes: New Model Animals in Biology, Medicine, and Beyond2018

    • 著者名/発表者名
      Hirata H and Iida A (Ed)
    • 総ページ数
      315
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9789811318795

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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