逃避行動を担うコマンドシステムの適応的発生の分子基盤

负责逃生行为的指挥系统适应性发展的分子基础

• 批准号: 18J10483
• 负责人: 高木 優
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J10483/
• 关键词: 軸索誘導; 行動選択; 触覚; 神経回路; 光遺伝学; Wnt; Frizzled

一般に、ニューロンの機能と形態には密接な関係があると考えられるが、定型的な神経突起の発達が動物の行動において果たす機能はほとんど明らかになっていない。申請者はこれまでにショウジョウバエ幼虫の腹部神経節において、分節によって機能と形態が異なるWaveというニューロンを同定していた。頭部分節のWave(a-Wave)は後退運動を惹起し軸索が頭部方向への投射極性を示す一方で、尾部分節のWave (p-Wave)は前進運動を惹起し軸索が尾部方向にも極性を有する。本研究ではこのようなWaveの多様な運動司令と軸索投射極性の関係性に着目し、機能と形態の因果的関係を明らかにすることを目的とした。昨年度は、Wave軸索においてFrizzled受容体であるDFz2およびDFz4が、 共通のリガンドであるDWnt4を認識することで尾部方向への投射極性を決めることを明らかにした。このなかでDFz2ノックダウンでは、a-Wave軸索の投射極性が破綻し、尾部方向への異所的投射がみられた。そこで、DFz2ノックダウン時にWaveをオプトジェネティクスで活性化し、尾部方向への異所的投射が自由行動中の幼虫の行動選択に影響を及ぼすかどうかを調べた。その結果、DFz2ノックダウンによってWave活性化時における前進運動の惹起回数が増え、またその速度が上昇することがわかった。この結果は、a-Wave軸索が頭部方向への投射極性を失った結果、尾部分節に存在すると考えられる前進運動回路にシナプス結合を作り、逃避的な前進運動（速い前進運動）を惹起させたことを示唆する。本研究で得られた、軸索誘導因子受容体の発現パターンの調整によって回路結合や行動が変化しうるという知見は、脳神経系や行動の進化に対して重要な洞察を与えるものと考えられる。

General に, ニ ュ ー ロ ン の function と form に は contact な masato is が あ る と exam え ら れ る が 経 bumps, finalize the design な god の 発 の action of が animals に お い て fruit た す function は ほ と ん ど Ming ら か に な っ て い な い. Applicants は こ れ ま で に シ ョ ウ ジ ョ ウ バ エ larvae の abdominal section god 経 に お い て, segmental に よ っ て function が と form different な る Wave と い う ニ ュ ー ロ ン を with fixed し て い た. Header section の Wave (a Wave) は backward movement を provoked し axon が head orientation へ の projection polarity を で す in party, tail section part の Wave (p - Wave) は forward motion を provoked し axon が tail direction に も を have polarity す る. This study で は こ の よ う な Wave の many others な movement commander と axon projection polarity の masato sex に the mesh し, functional と form の causal masato を and Ming ら か に す る こ と を purpose と し た. Yesterday annual は, Wave axon に お い て Frizzled by let body で あ る DFz2 お よ び DFz4 が, common の リ ガ ン ド で あ る DWnt4 を know す る こ と で tail direction へ の projection polarity を definitely め る こ と を Ming ら か に し た. こ の な か で DFz2 ノ ッ ク ダ ウ ン で は, a - Wave flaw polarity が し neuraxial の projection, rear direction へ の by different projection が み ら れ た. そ こ で, DFz2 ノ ッ ク ダ ウ ン に when Wave を オ プ ト ジ ェ ネ テ ィ ク ス で activeness し, tail direction へ の vision of the projected が free action of の larvae の sentaku に influence を and ぼ す か ど う か を adjustable べ た. そ の results, DFz2 ノ ッ ク ダ ウ ン に よ っ て Wave activity when に お け る forward motion の provoked back several が raised え, ま た そ の rising speed が す る こ と が わ か っ た. は こ の results, a - Wave axon が head orientation へ の projection polarity を lost っ た result section, tail part に す る と exam え ら れ る forward motion loop に シ ナ プ ス combining を り, escape な forward motion (quick い forward motion) を provoked さ せ た こ と を in stopping す る. This study で have ら れ た, axon inducing factors should the body の 発 now パ タ ー ン の adjustment に よ っ て loop combined with や が action - the し う る と い う knowledge は, 脳 god 経 や action の evolution に し seaborne て important な and を え る も の と exam え ら れ る.

项目成果

ショウジョウバエ幼虫の行動制御回路

果蝇幼虫的行为控制电路

• 发表时间: 2018
• 期刊: Clinical Neuroscience
• 作者: 高木 優;能瀬 聡直
• 通讯作者: 能瀬 聡直

Formation of the neuronal connectivity that regulates divergent action selections in Drosophila larvae

调节果蝇幼虫不同动作选择的神经元连接的形成

• 发表时间: 2018
• 作者: 高木 優;能瀬 聡直;Suguru Takagi and Akinao Nose
• 通讯作者: Suguru Takagi and Akinao Nose

Circuit architecture for somatotopic action selection in invertebrates

• DOI: 10.1016/j.neures.2018.08.008
• 发表时间: 2019-03
• 期刊: Neuroscience Research
• 影响因子: 2.9
• 作者: Suguru Takagi;A. Nose

分節特異的な軸索誘導が多様化した運動司令を実現する

特定节段的轴突引导实现多样化的运动指令

• 发表时间: 2019
• 作者: 高木 優;能瀬 聡直
• 通讯作者: 能瀬 聡直