Biological research foundation formation and neuroscience studies based on transposon-mediated gene trap methods

基于转座子介导的基因陷阱方法的生物学研究基础形成和神经科学研究

• 批准号: 21H02463
• 负责人: 川上 浩一
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: National Institute of Genetics
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02463/
• 关键词: ゼブラフィッシュ; 遺伝子トラップ; トランスポゾン; 脳神経機能; 遺伝学; 神経科学; 光遺伝学; 終脳; エピソード記憶; 空間学習; 神経毒素遺伝子; Gal4-UAS法

発生過程において哺乳類の終脳の外套は神経管の膨出（evagination）により形成されるが、魚類の終脳の外套は外翻（eversion）により形成される。このため、対応する機能領域の形態・配置は異なったものとなる。魚類終脳において、形態学的考察によって情動学習や空間学習に重要とされている哺乳動物脳の扁桃体や海馬に対応する領域が推定されてきたが、神経回路レベルでの機能的解析はなされてこなかった。本研究では、未知であるゼブラフィッシュ 終脳のエピソード記憶および空間学習を司る（哺乳類脳の海馬機能を担うと考えられる）神経回路を明らかにすることを目的とした。(1)我々が独自に開発してきたトランスポゾンを用いた遺伝子トラップ法を用いてスクリーニングを実施し、特定の神経細胞を可視化あるいは操作できるトランスジェニックフィッシュ系統を約100系統以上開発した。これらを活用して共同研究を推進した。(2)ゼブラフィッシュ終脳の背側側方部の神経細胞でGal4を発現するトランスジェニックゼブラフィッシュを得ることに成功した。このトランスジェニックフィッシュ系統とUASの下流に神経毒素遺伝子をもつトランスジェニックフィッシュをかけあわせ、二重トランスジェニックフィッシュを作製し、行動解析実験を行なった。(3)エピソード記憶を必要とする『トレース』恐怖条件付けアッセイシステムの開発を行った。また、空間学習をアッセイするためのシステムを開発した。(4)終脳の背側側方部の神経細胞でGal4を発現するトランスジェニックゼブラフィッシュとUASの下流に神経毒素遺伝子をもつトランスジェニックフィッシュをかけあわせて得た二重トランスジェニックフィッシュは、これらの学習アッセイシステムにおいて欠損を示した。すなわち、このGal4発現神経細胞群がエピソード記憶および空間学習を司っていることがわかった。

During the development process, the outer coat of mammals is formed by the evolution of the nerve tube, and the outer coat of fish is formed by the eversion. The shape and configuration of the functional domain are different. The investigation of fish terminal and morphology is important for dynamic learning and spatial learning. The analysis of the function of the amygdala and hippocampus in mammals is also important. The purpose of this study is to investigate the role of memory and spatial learning in mammalian hippocampus. (1)We have developed our own system for visualization of specific neurocells using a variety of methods. More than 100 systems have been developed. We will continue to work together to advance the cause of death. (2)Gal4 was successfully detected in the dorsal lateral region of the brain. The system and UAS downstream neurotoxin gene are controlled and analyzed. (3)The development of the system is necessary for the realization of the terror condition. The development of spatial learning (4)Gal4 is detected in neurons located on the dorsal lateral portion of the terminal, and the neurotoxin gene is detected in the downstream of the UAS. Gal4 develops neural cell populations that are capable of memory and spatial learning.

项目成果

Optogenetic Phase Transition of TDP-43 in Spinal Motor Neurons of Zebrafish Larvae

斑马鱼幼虫脊髓运动神经元中 TDP-43 的光遗传学相变

• DOI: 10.3791/62932
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Visualized Experiments
• 作者: Asakawa Kazuhide;Handa Hiroshi;Kawakami Koichi
• 通讯作者: Kawakami Koichi

Western University(カナダ)

西部大学（加拿大）

NORCE Norwegian Research Centre(ノルウェー)

NORCE 挪威研究中心（挪威）

University of Virginia(米国)

弗吉尼亚大学（美国）

Electrophysiological and pharmacological characterization of spreading depolarization in the adult zebrafish tectum

• DOI: 10.1152/jn.00343.2021
• 发表时间: 2021-12-01
• 期刊: JOURNAL OF NEUROPHYSIOLOGY
• 影响因子: 2.5
• 作者: Terai, Haruhi;Gwedela, Mayeso Naomi Victoria;Aizawa, Hidenori
• 通讯作者: Aizawa, Hidenori