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2023 年度 実績報告書

3次元モダリティー解析法による配偶戦略の性差を生み出す分子神経基盤の解明

公募研究

研究領域神経回路センサスに基づく適応機能の構築と遷移バイオメカニズム
研究課題/領域番号 22H05483
研究機関東北大学

研究代表者

竹内 秀明  東北大学, 生命科学研究科, 教授 (00376534)

研究期間 (年度) 2022-06-16 – 2024-03-31
キーワード最初期遺伝子 / 1細胞遺伝子発現解析 / プロテアーゼ
研究実績の概要

社会神経科学分野では最初期遺伝子群は社会行動に関わる脳領域やニューロンを検索、同定する手法として利用されている。しかし最初期遺伝子を用いた解析だけでは賦活化したニューロンの機能解析に繋げることが困難であった。本研究課題の研究実績は以下の2点である (1) sc-RNAseqによって賦活化ニューロンの遺伝子発現プロファイルを作成する手法を確立した。(2) その基礎となるメダカのオスとメスの各脳部域scRNA-seqアトラスを作成し、性差を比較した。

(1) 賦活化ニューロン遺伝子発現プロファイルを作成法の確立:低温条件下で真菌由来のプロテアーゼを用いたメダカ脳の処理と、物理的攪拌により、メダカ脳を1細胞レベルまで分離し、scRNA-seqの実施に成功した。定量的RT-PCRで細胞分離ストレスによる遺伝子発現変動を確認した結果、egr-1遺伝子の発現変動は終脳および視蓋でほとんど検出されなかったが、c-fos遺伝子は終脳で約3倍、視蓋では約8倍の発現誘導が見られた。scRNA-seqの結果、ミクログリアのみでc-fos遺伝子の発現誘導が確認され、神経細胞の発現解析への影響はないと考えられた。

(2) メダカ脳scRNA-seqアトラスの作成:2023年度に工樂樹洋教授がpeaks2utrツールを用いてメダカの遺伝子モデルの改善を行った結果、遺伝子モデルへのマップ率が上昇した。改変遺伝子モデルを用いてオスとメスの終脳のscRNA-seqデータを解析したところ、新たに性特異的なクラスターおよび遺伝子群を同定できた。さらに郷康広特任教授との連携で、SNPを利用して個体ごとに解析することに成功し、感染個体の混入を示唆する結果を得た上で、性特異的な候補遺伝子群を同定することに成功した。

現在までの達成度 (段落)

令和5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

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Optogenetic control of medaka behavior with channelrhodopsin2023

    • 著者名/発表者名
      Seki Takahide、Takeuchi Hideaki、Ansai Satoshi
    • 雑誌名

      Development, Growth & Differentiation

      巻: 65 ページ: 288~299

    • DOI

      10.1111/dgd.12872

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rapid body colouration change in<i>Oryzias celebensis</i>as a social signal for intraspecific competition2023

    • 著者名/発表者名
      Ueda Ryutaro、Ansai Satoshi、Takeuchi Hideaki
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: 2023.12.23 ページ: 573172

    • DOI

      10.1101/2023.12.23.573172

  • [学会発表] 最先端技術で迫る脳の働きと多様性2024

    • 著者名/発表者名
      竹内秀明
    • 学会等名
      適応回路センサスに基づく 適応機能の構築と遷移バイオメカニズム 令和5年度 公開シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] オスとメスの「恋ごころ」の違いを動物の脳の仕組みから考える2024

    • 著者名/発表者名
      竹内秀明
    • 学会等名
      世界脳週間イベント2023 主催:東北大学脳科学センター、共催:東北大学大学院生命科学研究科
    • 招待講演
  • [学会発表] 魚類の配偶者選択機構2024

    • 著者名/発表者名
      竹内秀明
    • 学会等名
      ジェンダード・イノベーション入門/お茶の水女子大学・東京大学・東北大学連携
    • 招待講演
  • [学会発表] メダカの視覚的な社会認知を介した行動選択と その分子神経基盤の解明2023

    • 著者名/発表者名
      竹内秀明
    • 学会等名
      日本動物心理学会 第83回(創立90周年)大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 研究ツールとしてのメダカ2023

    • 著者名/発表者名
      竹内秀明
    • 学会等名
      東北大学Research Showcase vol.1 研究ツールとしての生物モデル ~ "これまで"の活用例と"これから"の可能性 ~
    • 招待講演

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公開日: 2024-12-25  

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