ゼブラフィッシュを用いた情動に基づく行動・学習に必須な脳領域の遺伝学的研究

扁桃体は、不安、恐怖などの感情を司り、また、それらの感情を経験した場所、条件などを記憶・学習する(恐怖条件付け学習)ために必要な脳領域である 神経毒を特異的に発現させる結果から、魚類では、終脳の背側中央部(Dm)が恐怖条件付け学習などに関与する脳領域として知られている。しかし、Dmは広大な領域であり、Dm内の機能的な神経細胞群・神経回路は未だ解明されていない。私は、恐怖条件付け学習に必須なDm領域に特異的に発現する遺伝子に着目し、分子生物学的・遺伝学的解析を用いて以下の研究を行った。(1)Dmに特異的に発現する遺伝子の機能欠損変異体をCRISPR/Cas9法によりゼブラフィッシュを用いて作製した。(2)Dmに特異的に発現する遺伝子の機能欠損変異体では、神経毒による先行研究とは異なり恐怖条件付け学習に影響しないことを明らかにした。(3)Dmに特異的に発現する遺伝子の機能欠損変異体を用いたRNA-sequenceを行い、変異体において発現が増減する遺伝子の網羅的な探索を行った。(4)不安恐怖など情動に基づく行動を観察するための行動解析システムを立ち上げた。Dmに特異的に発現する遺伝子の機能欠損変異体において、情動に基づく行動に 影響があるかどうかをこれらのシステムを用いて解析している。(5)Dmに特異的に発現する遺伝子の機能欠損変異体を用いた解剖学的な解析から、Dm領域の神 経回路・神経細胞群に対する影響を観察した。(6)Gal4-UASシステム、CRISPR/Cas9法を用いて、Dm特異的に発現する遺伝子の遺伝子トラップラインを作製した。

扁桃体は、不安、恐怖などの感情を司り、また、それらの感情を経験した場所、条件などを記憶・学習する(恐怖条件付け学習)ために必要な脳領域である 神経毒を特異的に発現させる結果から、魚類では、終脳の背側中央部(Dm)が恐怖条件付け学習などに関与する脳領域として知られている。しかし、Dmは広大な領域であり、Dm内の機能的な神経細胞群・神経回路は未だ解明されていない。私は、恐怖条件付け学習に必須なDm領域に特異的に発現する遺伝子に着目し、分子生物学的・遺伝学的解析を用いて以下の研究を行った。(1)Dmに特異的に発現する遺伝子の機能欠損変異体をCRISPR/Cas9法によりゼブラフィッシュを用いて作製した。(2)Dmに特異的に発現する遺伝子の機能欠損変異体では、神経毒による先行研究とは異なり恐怖条件付け学習に影響しないことを明らかにした。(3)Dmに特異的に発現する遺伝子の機能欠損変異体を用いたRNA-sequenceを行い、変異体において発現が増減する遺伝子の網羅的な探索を行った。(4)不安恐怖など情動に基づく行動を観察するための行動解析システムを立ち上げた。Dmに特異的に発現する遺伝子の機能欠損変異体において、情動に基づく行動に 影響があるかどうかをこれらのシステムを用いて解析している。(5)Dmに特異的に発現する遺伝子の機能欠損変異体を用いた解剖学的な解析から、Dm領域の神 経回路・神経細胞群に対する影響を観察した。(6)Gal4-UASシステム、CRISPR/Cas9法を用いて、Dm特異的に発現する遺伝子の遺伝子トラップラインを作製した。