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，哺乳动物的端脑套是通过神经管外翻形成的，而鱼类的端脑套是通过外翻形成的。因此，相应的功能区域的形式和布置也会有所不同。在鱼类端脑中，对应于哺乳动物大脑的杏仁核和海马体的区域，对情绪学习和空间学习很重要，已经根据形态学的考虑进行了估计，但尚未在神经回路水平上进行功能分析。 't。在这项研究中，我们的目的是阐明斑马鱼端脑中控制情景记忆和空间学习的未知神经回路（被认为负责哺乳动物大脑中的海马功能）。（1）我们利用自主研发的转座子，通过基因陷阱法进行筛选，培育出100多个可以可视化或操纵特定神经元的转基因鱼品系。我们利用这些资源来促进联合研究。 (2)我们成功获得斑马鱼端脑背外侧神经元表达Gal4的转基因斑马鱼。我们将这种转基因鱼系与UAS下游携带神经毒素基因的转基因鱼杂交，产生了双转基因鱼，并进行了行为分析实验。 (3) 我们开发了一种需要情景记忆的“痕迹”恐惧条件反射分析系统。我们还开发了一个分析空间学习的系统。 (4) 通过将端脑背外侧神经元表达 Gal4 的转基因斑马鱼与 UAS 下游携带神经毒素基因的转基因鱼杂交获得双转基因鱼，该转基因鱼在学习检测系统中表现出缺陷。换句话说，这组表达 Gal4 的神经元被发现负责情景记忆和空间学习。

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）

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：

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：
影响因子：
0
作者：
Asakawa Kazuhide;H;a Hiroshi;Kawakami Koichi
通讯作者：
Kawakami Koichi

Haploinsufficiency of PRR12 causes a spectrum of neurodevelopmental, eye, and multisystem abnormalities

PRR12 的单倍体不足会导致一系列神经发育、眼睛和多系统异常

DOI：
10.1038/s41436-021-01129-6
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
8.8
作者：
Chowdhury F; Wang L; Kaname T（17番目）
通讯作者：
Kaname T（17番目）

A novel gene trap line for visualization and manipulation of erbb3b+ neural crest and glial cells in zebrafish

一种用于斑马鱼 erbb3b 神经嵴和神经胶质细胞可视化和操作的新型基因捕获线

DOI：
10.1016/j.ydbio.2021.12.007
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
2.7
作者：
Brown; E.A.; Kawakami; K.;Kucenas; S.
通讯作者：
S.

Involvement of Cerebellar Neural Circuits in Active Avoidance Conditioning in Zebrafish

小脑神经回路参与斑马鱼主动回避调节

DOI：
10.1523/eneuro.0507-20.2021
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
3.4
作者：
Wataru Koyama; Ryo Hosomi; Koji Matsuda; Koichi Kawakami; Masahiko Hibi; Takashi Shimizu
通讯作者：
Takashi Shimizu