ヤツメウナギ初期視覚系の機能分析による脊椎動物の原始的視覚系の構造と機能の解明

通过七鳃鳗早期视觉系统的功能分析阐明脊椎动物原始视觉系统的结构和功能

基本信息

批准号：
18J00045
负责人：
鈴木大地
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Center for Novel Science Initatives, National Institutes of Natural Sciences
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 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、ヤツメウナギ初期視覚系の機能分析から脊椎動物の原始的視覚系を解明することである。具体的には、①CRISPR-Cas9ノックインと②in vivo神経活動記録技術を組み合わせ、神経回路の構造から推定されたこの神経回路モデルを神経生理学的に検証することを課題とする。本研究の成果として、まず①CRISPR-Cas9ノックイン技術の確立に成功したことが特筆に値する。ヤツメウナギに対するCRISPR-Cas9技術の適用は、これまでノックアウトの報告はあったものの、ノックインの報告はなかった。本研究を通して、脊索マーカー遺伝子のBraや筋細胞マーカー遺伝子のMA2を発現する細胞特異的にレポーター遺伝子（GFP）の発現の誘導に成功しただけでなく、発展的な実験として、SoxE3発現細胞すなわち神経堤細胞特異的にDendra2を発現させる個体の作出に成功し、紫外光による光変換を利用した細胞系譜トレースが可能となった。本手法は、カルシウムセンサータンパク（GCaMP）やチャネルロドプシンの導入などによるカルシウムイメージングや光遺伝学への応用も期待される。また②in vivo神経活動記録技術の確立についても、ゼブラフィッシュ幼生の神経生理学で用いられている手法をヤツメウナギ初期幼生に応用することで、蛍光デキストランによって可視化した内側縦束核ニューロンの電気活動をon-cellパッチクランプ法によって記録できた。ただし安定的なデータの取得には至っておらず、sharp electrodeによる細胞内記録も含め、手法のさらなる洗練が期待される。

本研究的目的是通过对七鳃鳗早期视觉系统的功能分析来阐明脊椎动物的原始视觉系统。具体来说，我们的目标是结合（1）CRISPR-Cas9敲入和（2）体内神经活动记录技术，从神经生理学角度验证从神经回路结构估计的神经回路模型。这项研究的结果值得一提的是：（1）我们成功建立了CRISPR-Cas9敲入技术。关于CRISPR-Cas9技术在七鳃鳗上的应用，有过敲除的报道，但没有敲入的报道。通过这项研究，我们不仅成功地在表达脊索标记基因Bra和肌肉细胞标记基因MA2的细胞中特异性诱导了报告基因（GFP）的表达，而且作为进一步的实验，我们成功地创建了在嵴细胞中特异性表达 Dendra2 的个体，使得利用紫外光进行光转换来追踪细胞谱系成为可能。通过引入钙传感器蛋白（GCaMP）和通道视紫红质，该方法也有望应用于钙成像和光遗传学。 ②关于体内神经活动记录技术的建立，通过将斑马鱼幼体神经生理学中使用的方法应用于早期七鳃鳗幼体，我们可以通过荧光右旋糖酐可视化来记录内侧纵束神经元的电活动。细胞膜片钳法。然而，尚未实现稳定的数据采集，预计该方法将进一步完善，包括使用尖锐电极进行细胞内记录。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Development of the lamprey velum and implications for the evolution of the vertebrate jaw

七鳃鳗软腭的发育及其对脊椎动物下巴进化的影响

DOI：
10.1002/dvdy.243
发表时间：
2020
期刊：
Developmental Dynamics
影响因子：
2.5
作者：
Yokoyama Hiromasa;Yoshimura Miho;Suzuki Daichi G.;Higashiyama Hiroki;Wada Hiroshi
通讯作者：
Wada Hiroshi

Possible conceptual and empirical contributions of EvoDevo to consciousness studies

EvoDevo 对意识研究可能的概念和实证贡献

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yokoyama Hiromasa;Yoshimura Miho;Suzuki Daichi G.;Higashiyama Hiroki;Wada Hiroshi;ヤツメウナギ成体の視覚行動を制御する神経メカニズム;Daichi G. Suzuki
通讯作者：
Daichi G. Suzuki

鈴木大地、Sten Grillner

铃木大地、斯坦·格里纳

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yokoyama Hiromasa;Yoshimura Miho;Suzuki Daichi G.;Higashiyama Hiroki;Wada Hiroshi;ヤツメウナギ成体の視覚行動を制御する神経メカニズム
通讯作者：
ヤツメウナギ成体の視覚行動を制御する神経メカニズム

カロリンスカ研究所(スウェーデン)

卡罗林斯卡学院（瑞典）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Homology thinking reconciles the conceptual conflict between typological and population thinking

同源思维调和了类型学思维和总体思维之间的概念冲突

DOI：
10.1007/s10539-021-09800-7
发表时间：
2021
期刊：
Biology & Philosophy
影响因子：
2.5
作者：
Banri Muramatsu;Daichi G. Suzuki;Masakazu Suzuki;Hiroki Higashiyama;Suzuki Daichi G.
通讯作者：
Suzuki Daichi G.

DOI：
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鈴木大地

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2022
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影响因子：
0
作者：
Koyanagi Mitsumasa;Saito Tomoka;Wada Seiji;Nagata Takashi;Kawano-Yamashita Emi;Terakita Akihisa;鈴木大地
通讯作者：
鈴木大地