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行動を生み出す神経回路の動作原理の単一細胞レベルでの解明

Single cell transcriptome

Optogenetics

Neural networks

シングルセルトランスクリプトーム解析により、個々のニューロン特異的遺伝子を同定

GCaMPなどの光遺伝学をもちいたニューロンの活動を制御した個体の行動解析

ホヤ幼生の神経回路ネットワーク

単一ニューロンレベルでの神経回路の動作原理の解明

　ホヤは重力や光に応答して、その行動を変化させることが知られています。この重力と光に対する応答する神経回路の動作原理について研究を行っています。

　我々は、シングルセルトランスクリプトームのデータをもとに、ホヤ幼生の個々の遺伝子発現プロファイルの作成を行いました。この個々のニューロンの遺伝子発現プロファイルデータとすでに発表されているホヤ幼生の神経回路のコネクトームのデータをつなぎ合わせ、どのニューロンでどの遺伝子が発現しているのかその詳細を明らかにしたいと考えています。

　具体的には、上記のデータをもとに、個々のニューロンで特異的に発現する遺伝子のエンハンサー領域を同定し、単一のニューロン、もしくはごく少数のニューロンにおいて、蛍光指示タンパク質を発現させ、神経活動の高速ライブイメージングを行うことにより、ホヤ幼生の行動時にどのニューロンが応答するのかを明らかにします。さらに個々のニューロンにおいて、等の光遺伝学的なツールを発現させ、神経活動の人為的な操作を行うことにより、個々のニューロンの機能を解明したいと考えています。神経活動のライブイメージング、神経活動の人為的な操作（活性化および機能阻害）を行った個体の行動解析を行い、ホヤ幼生の行動を生み出す神経回路の動作原理を単一細胞レベルで解明したいと考えています。

Reference

　Horie T*, Nakagwa M, Sasakura Y, Kusakabe TG. *Corresponding author

Cell type and function of neurons in the ascidian nervous system.

Development Growth and Differentiation 51, 207-220. (2009)

　Horie T, Sakurai D, Ohtsuki H, Terakita A, Shichida Y, Usukura J, Kusakabe T, Tsuda M.

Pigmented and nonpigmented ocelli in the brain vesicle of the ascidian larva.

Journal of Comparative Neurology 509, 88-102. (2008)

　 Horie T, Kusakabe T, Tsuda M.

Glutamatergic networks in the Ciona intestinalis larva.

Journal of Comparative Neurology 508, 249-263. (2008)

　 Horie T, Orii H, Nakagawa M.

Structure of ocellus photoreceptors in the ascidian Ciona intestinalis larva as revealed by an anti-arrestin antibody.

Journal of Neurobiology 65, 241-250. (2005)