微小脳における長期現象情報受容器官としての脳内光受容器の情報処理システムの解明

阐明脑内感光细胞作为微脑中长期现象信息感受器官的信息处理系统

• 批准号: 11168206
• 负责人: 針山 孝彦
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11168206/
• 关键词: 脳内光受容器; 光情報; ホタル; 甲虫; 微小脳; 変態; 休眠; 側単眼

脳内光受容器が動物の長期現象の情報受容と関連があるのではないかという作業仮説に基づき、光受容器の微小脳内での役割を明らかにしようとする。特に、完全変態の甲虫を材料とし、幼虫から蛹を経て成虫に至るまで基本的に同一の微小脳がどのように環境変化に対応し情報処理しているかに注目して研究を遂行している。脳内光受容器の起源を探るために、ホタルを用い幼虫の側単眼と成虫の脳内光受容器の関係を電気生理学的・形態学的に解析した。幼虫側単眼は扁平なCuticleからなるレンズ系をもち、複雑に配行した微絨毛が続き近位側に色素細胞層をもつ。脳内光受容器と同様にλmaxを530nmにもつスペクトル応答を示す。最終令の幼虫が蛹になる際に、側単眼のレンズ(扁平なCuticle)から離れて、脳に引きこまれていくことが観察された。この過程をトレースするために、蛍光物質を視細胞に注入したものと側単眼視細胞全体を除去した個体を作成した。幼虫側単眼にLucifer Yellowを注入したものでは、蛹時期を経て成虫の脳内光受容器の視細胞に蛍光が観察された。また視細胞除去手術を行ったものでは脳内光受容器が消失していた。また、幼虫が蛹化する際に、長日条件(18L:6D)では幼虫の発達が遅れ短日条件(6L:18D)では長日処理に比べ進んだ。これらから、幼虫側単眼がPupaで脳に取り込まれた後、成虫脱皮に何らかの影響をもっていることが示唆された。生物は光感覚器官を身体の各所に配置し、機能の専門化をしたり、機能を汎用化し器官の破壊に対しての安全化を図ったりしている。微小脳は、その情報処理システムの少なさからこれらの専門性.汎用性の解析に適している。今後は、「完全変態を行う昆虫が環境の激変を幼虫から成虫までの同一の脳で適応している」という利点を活用して、脳と感覚器官がいかに環境変化に対して情報処理を変化させていくかについて詳細に解析していきたい。

The information reception and correlation of long-term phenomena in photoreceptors and animals are discussed in detail in the paper. Special, complete state of beetle material, larva, pupa, adult, basic, same, micro, environmental, information processing, research The origin of photoreceptors in the body is explored, and the relationship between the larvae and the photoreceptors in the body is analyzed by electrophysiology and morphology. Larvae side single eye flat Cuticle cut off the skin system, complex line, microvilli, near the pigment cell layer The wavelength of the inner light receptor is 530nm. Finally, the larvae are separated from each other and observed. The process of photocoagulation is to remove the whole body of the optic cells. Lucifer Yellow is injected into the eyes of larvae and observed in the visual cells of adults. The optic cells were removed and the photoreceptors disappeared. When larvae develop, the conditions of long day (18L:6D) and short day (6L: 18D) are better than those of long day (6L: 18D). The effect of the Pupa on the larva and the adult molt is obvious. Biological photo-sensing organs are allocated to each part of the body, and functions are integrated into the body, and functions are generalized, and organs are integrated into the body. The information processing system of micro-system is very important. The analysis of universality is appropriate. In the future,"complete transformation" of insects from environmental excitation to larval development, from adult development to the same environmental adaptation,"the use of interest points, from sensory organs to environmental transformation, from information processing to detailed analysis.

项目成果

D.G.Stavenga: "Eye regionalization in the saty rid Bicyclus anynana coupled spectral characteristics of tapetum and photoreceptor screening pigment"Gottingen Neurobiology Report. I. 248-248 (1999)

D.G.Stavenga：“Satyrid Bicyclus anynana 的眼睛区域化与绒毡层和光感受器筛选色素的光谱特征相结合”哥廷根神经生物学报告。

Y.Takaku: "Adhesive ability between cells are increased after the initial cell-cell adhesion in Hydra"Natur wissen schaften. (in press).

Y.Takaku：“在 Hydra 中初始细胞间粘附后，细胞之间的粘附能力增加”Natur wissen schaften。

D.G.Stavenga: "Spectral characteristics and regionarization of the eye of the satyrid Bicyclus anynana"Proc. NEV 2000 Wageningen meeting. I. 1-6 (2000)

D.G.Stavenga：“色狼 Bicyclus annana 眼睛的光谱特征和区域化”Proc。

Y.Takaku: "Ultrastructural observation of adhering cell pairs in Hydra"J.exp.Biol.. 202. 2239-2244 (1999)

Y.Takaku：“水螅中粘附细胞对的超微结构观察”J.exp.Biol.. 202. 2239-2244 (1999)