Neural circuits for color vision in cartilaginous fishes: How do sharks and rays perceive color?

软骨鱼色觉的神经回路：鲨鱼和鳐鱼如何感知颜色？

基本信息

批准号：
21K15147
负责人：
六車香織
金额：
$ 3万
依托单位：
Chubu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K15147/
关键词：
軟骨魚類色覚神経回路網膜電子顕微鏡法

项目摘要

本研究の目的は、軟骨魚類網膜における色覚に関連した神経回路の解明である。軟骨魚類は現生の脊椎動物の中で最も古くに分岐した顎口類であるが、サメ類とエイ類で色覚のパターン (視細胞の構成) が大きく異なることが知られている。本研究によって軟骨魚類における桿体視細胞および錐体視細胞の色の識別に関する機能の一端が明らかになれば、脊椎動物における色覚の進化に関してより深い理解につながることが期待される。昨年度に引き続き、これまでに桿体視細胞と複数タイプの錐体視細胞が報告されているヤッコエイ Neotrygon　kuhlii、および桿体視細胞のみが見つかっているネコザメHeterodontus japonicusを実験魚として解析を進めた。まずは視細胞の神経終末や接続する細胞の形態について超微細構造学的観察を行うため、透過型電子顕微鏡 (TEM) 観察に向けた標本作製の条件検討を行った。その結果、TEM観察に耐えうる良好な状態の標本を得ることができ、両種において視細胞と双極細胞のシナプス接続を確認できた。現在各細胞の形態について詳細な解析を進めているが、電子線照射によるダメージのため、長時間の観察を行うことが難しく、現在使用装置に適した観察試料の作製法について検討を行っている。上記に並行して、ヤッコエイの標本を用いて、免疫組織染色法により軟骨魚類網膜に有用な桿体型・錐体型双極細胞マーカーの探索を進めている。

本研究的目的是阐明软骨鱼视网膜中与色觉相关的神经回路。软骨鱼是现代脊椎动物中最古老的分支颌口动物，但众所周知，鲨鱼和鳐鱼的色觉模式（感光细胞的组成）有很大差异。如果这项研究揭示了软骨鱼类视杆细胞和视锥细胞感光细胞颜色辨别的一些功能，预计这将有助于人们更深入地了解脊椎动物色觉的进化。继去年之后，我们使用已经报道了杆状光感受器和多种锥状光感受器的日本魟鱼Neotrygon kuhlii和仅发现杆状光感受器的猫鲨Heterodontus japonicus进行了分析。首先，为了对感光细胞的神经末梢及其连接细胞的形态进行超微结构观察，我们研究了透射电子显微镜（TEM）观察样品的制备条件。结果，我们获得了能够承受 TEM 观察的状况良好的标本，并且我们能够确认两个物种的光感受器和双极细胞之间的突触连接。我们目前正在对每个细胞的形态进行详细分析，但由于电子束照射造成的损伤，很难进行长期观察，目前我们正在研究适合所用设备的观察样品的制备方法.与上述同时，我们正在使用鳐鱼标本进行免疫组织学染色，在软骨鱼视网膜中寻找有用的杆状和圆锥状双极细胞标记。