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

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。

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。