Generation of the whole-brain atlas of the cuttlefish via tissue clearing and 3D imaging

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頭足類（イカ・タコ・コウイカ）は無脊椎動物の系統の中では最大級の中枢神経系を有する．頭足類の示す複雑な行動は，高度な視覚処理や記憶を要する哺乳類のそれと非常に似通っており，神経システムの収斂進化が示唆されている．したがって，頭足類の神経回路を比較生物学的な視点により調べることは神経システムの普遍的なモデルを探索するうえで大変有意義であると考えられるが，頭足類の脳神経回路の理解は未発達である．本研究の目的は，組織透明化法とライトシート顕微鏡イメージングという二つの最新の技術を用いることで，頭足類の全脳を高精度に三次元スキャンし，頭足類の脳解剖学的な理解を現代的な水準に導くことである．本年度の研究ではこの目標を達成するため次の課題に取り組んだ．(1) FISH (Fluorescence in situ hybridization) を用いて遺伝子の空間的発現を解析する準備段階として，イカ (Sepioteuthis lessoniana) のゲノム配列の解読を行った．また組織からの RNA シークエンシングのデータを用いて遺伝子のアノテーションを行った． (2)　先述の新規ゲノム情報を利用して FISH のプローブの設計と合成を行った．特に， HCR (Hybridization chain reaction) と呼ばれる反応に基づく FISH 法を導入し、高感度でイカの脳から遺伝子を検出できることを確認した． (3) 三次元 whole-mount FISH によってイカ全脳を染色する方法の検討を行った．総じて，イカ脳の空間的な遺伝子発現を解析するための要素技術を確立することができた．