2016 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of odor representation in insects through a detailed modeling of insect olfactory network
| Project/Area Number |
15H04399
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
神崎 亮平 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (40221907)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 脳・神経 / シミュレーション / 遺伝子 / データ同化 / 昆虫 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，フェロモン受容細胞，触角葉出力神経，局所介在神経の神経細胞モデルを単一コンパートメントモデルとして実験データから組み上げ，その接続を試行した．触角葉の連続刺激に対する応答感度の変化の実験結果を，主にGABAB受容体を介した局所介在神経間の相互抑制ネットワークによる局所介在神経の活性の推移を背景とした出力神経の抑制として解釈し，連続刺激に対する出力神経の応答の時間変化を再現することに成功した．
並行して，高感度，高時間分解能でのカルシウムイメージングを実施するために，改変型GCaMPであるGCaMP6s，GCaMP6fを発現するリポーター系統を作出した．それぞれのリポーター遺伝子をフェロモン受容細胞で発現させ，触角へのフェロモン刺激に対する触角葉における濃度依存応答を解析した．その結果，GCaMP6s, 6fはいずれも，これまでに当研究室で利用していたGCaMP2と比較し，蛍光強度変化が約10倍に増加し，検出限界が少なくとも一桁，低濃度側にシフトすることが明らかになった．
加えて，多色でのカルシウムイメージングに向けて赤色蛍光波長を示す2種類のカルシウム感受性蛍光タンパク質RCaMPおよびRGECOをフェロモン受容細胞で発現する系統を作出した．その結果，いずれの系統においても，フェロモン受容細胞の投射先である触角葉のトロイドにおける赤色蛍光が確認された．RCaMPとRGECOのベース蛍光強度比較の結果，RGECOの方が蛍光強度が高い傾向があり，RGECOがカイコガ脳の多色イメージングに適している可能性が示唆された．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、以下の5項目について研究を進める計画であった．(1)単一神経細胞モデルの構築とシミュレーションによる特性パラメーターの探索，(2)複数神経細胞からの同時計測系の確立，(3)Brainbowの開発，(4)遺伝子操作技術の高度化による少数細胞系統の作出，(5)触角葉神経回路モデル構築．遺伝子組換え体作出に予定より長期間を要したため(3)(4)に関してやや遅れが生じているものの，(1)(2)(5)については計画通り進んでおり、研究はおおむね順調に進んでいる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
遺伝子組換え体の作出に時間を予定より時間を要しているものの、研究は基本的に計画に沿って順調に進められた。本年度得られた成果をもとに、次年度も当初の計画に沿って推進していく予定である。
|
Research Products
(22 results)
