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

基本信息

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

项目摘要

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。

在发育过程中，哺乳动物的胸腔胸胸壁架是由神经管的逃逸而形成的，而鱼的披风是由Eversion形成的。因此，相应的功能区域具有不同的形式和安排。在鱼端脑中，形态学考虑因素估计了与哺乳动物大脑的杏仁核和海马相对应的区域，这对于情绪和空间学习很重要，但是在神经回路水平上的功能分析尚未进行。这项研究旨在阐明在未知的斑马鱼端脑中控制情节记忆和空间学习的神经回路（被认为是哺乳动物大脑的海马功能）。（1）我们已经开发了100多种转基因鱼类菌株，可以使用使用已独立开发的转座子进行筛查来可视化或操纵特定的神经元。使用这些，我们促进了联合研究。（2）我们成功获得了斑马鱼端脑端脑背侧的神经元中表达GAL4的转基因斑马鱼。将这种转基因鱼类系和携带神经毒素基因的转基因鱼组合在一起，下游UAS产生双转基因鱼，并进行了行为分析实验。（3）我们开发了需要情节记忆的“追踪”恐惧调节测定系统。我们还开发了一种用于测定空间学习的系统。（4）通过在脑脑的背侧侧部分和携带UAS下游神经毒素基因的转基因鱼类的神经元中表达GAL4的转基因斑马鱼获得的双转基因鱼，在这些学习分析系统中显示出缺陷。换句话说，发现这组表达GAL4的神经元控制着情节记忆和空间学习。

项目成果

期刊论文数量（18）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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
影响因子：
0
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）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

NORCE Norwegian Research Centre(ノルウェー)

NORCE 挪威研究中心（挪威）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

University of Virginia(米国)

弗吉尼亚大学（美国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

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

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作者：
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川上浩一其他文献

Generation of albino-transgenic zebrafish using tRNA-based multiplexed sgRNA expression

使用基于 tRNA 的多重 sgRNA 表达生成白化转基因斑马鱼

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
白木　知也;武藤彩;川上浩一;Tomoya Shiraki and Koichi Kawakami;Tomoya Shiraki and Koichi Kawakami;Tomoya Shiraki and Koichi Kawakami
通讯作者：
Tomoya Shiraki and Koichi Kawakami