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Elucidation of common regulatory mechanisms of behaviour in vertebrates by functional analysis of PACAP with genome-editing technology.

通过基因组编辑技术对 PACAP 进行功能分析，阐明脊椎动物常见的行为调节机制。

基本信息

批准号：
21K06246
负责人：
中町智哉
金额：
$ 2.75万
依托单位：
University of Toyama
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では真骨魚類特異的ゲノム重複により重複化したPACAPまたはPAC1-R遺伝子について、遺伝子改変技術などを用いて行動生理学的な解析を行うことにより、脊椎動物の動作基盤を解明することを目的として研究を進めている。これまでにCRISPR/Cas9法を用いて、PACAP1およびPACAP2 KOゼブラフィッシュ、PAC1a-RおよびPAC1b-R KOゼブラフィッシュ系統の作出に成功した。これらのうち、PACAP2 KOゼブラフィッシュではホモ型個体で高い死亡率を示すことが明らかとなった。PACAPと記憶学習行動との関係性について、ゼブラフィッシュ(zf)PACAP1またはzfPACAP2の腹腔内投与後の短期記憶への影響を評価するため、新たにE字型の記憶学習評価方法を確立した。zfPACAP1投与はE字迷路学習を用いた短期の空間認知機能を増強させたが、zfPACAP2投与では効果が見られなかった。また、PAC1a-R KO　またはPAC1b-R KOゼブラフィッシュでは、ともに野生型ゼブラフィッシュよりも短期記憶能が低下した。これらの結果から、重複化したzfPACAPのうち、短期には主にPACAP1と2つのPAC1-Rが関連している可能性が示唆された。また、昨年に引き続き実施している社会性行動の評価系を用いた実験において、zfPACAP1またはzfPACAP2の腹腔内投与実験を再度検証したところ、zfPACAP2の腹腔内投与は社会性行動を増加させたが、PACAP1の腹腔内投与は社会性行動に影響を与えなかった。この結果は重複化したPACAPのうち、PACAP1のみが社会性行動の制御に関わることを示唆している。さらにin situ hybridization法により、ゼブラフィッシュにおけるPAC1b-R mRNAの脳内分布についても詳細な観察を進めている。

This study aims to advance the study on the application of PACAP and PAC1-R gene modification techniques to the analysis of locomotor physiology. The CRISPR/Cas9 method was successfully applied to the PACAP1 and PACAP2 KO systems. PACAP2 Ko Ko PACAP1 and PACAP 2 were evaluated for their effects on short-term memory. ZfPACAP1 and ZfPACAP2 are used to enhance spatial cognitive function. PAC1a-R KO PAC1b-R KO The result of this is that PACAP1 - 2 and PAC1-R are related to each other in the short term. The evaluation system of social action was implemented in the past year, and the impact of zfPACAP1 and zfPACAP 2 on intra-abdominal delivery and social action was re-examined. The result is a repetition of PACAP 1 and PACAP 2. In situ hybridization, the distribution of PAC1b-R mRNA was investigated in detail.