萩尾 華子

HAGIO Hanako

2021年度採用

名古屋大学
高等研究院 / 大学院生命農学研究科
YLC特任助教

研究領域:ライフサイエンス
環境・農学
自然科学一般

専門分野

魚類神経科学
水産学

キーワード

魚の脳
視覚系
味覚系
ウナギ養殖
新規光遺伝学ツール

所属学協会

日本水産学会
東アジア鰻学会
Society for Neuroscience
J.B. Johnston Club for Evolutionary Neuroscience

主な研究内容

魚の視覚中枢 -魚はものをどのように見ているのか-

魚類を含む脊椎動物は餌や捕食者、雌雄などを感覚によって認識しており、特に視覚は重要です。漁師の方や研究者の間で、魚の色覚や擬餌の形の認識能力等への関心が高いものの、脳研究が不十分で視覚の理解は進んでいません。魚の視覚を解明するため、まず視覚情報が網膜から大脳に送られる経路(視覚路)を調べてきました。哺乳類などでは視覚路が2つ(膝状体系と非膝状体系)存在します。魚類では、視覚路が2つある魚もいれば、進化的に新しいイットウダイ類は視覚路が1つ(非膝状体系)のみです。イットウダイよりも後に出現したマハゼなどに着目したところ、マハゼには1つの視覚路だけが存在することがわかりました。私たちの研究により、魚はもともと2つの視覚路をもっていましたが、棘鰭上目の共通祖先で視覚路の1つが失われ、その後に出現したマハゼ等も視覚路は1つで、その形質が受け継がれ、漁業対象魚の多くも視覚路は1つである可能性が高く、魚独自の視覚路の進化を遂げたことがわかってきました(図①)。また、視野の位置情報を保持したまま網膜から中脳、そして間脳へ送られるという哺乳類の神経投射パターンと共通した特徴を魚ももつことも明らかにしました(図②)。
次に、2つと1つの視覚路の機能の類似点や相違点を解明するため、視覚性ニューロンの活動のイメージングに挑戦しています。視覚性ニューロンで特異的に発現する遺伝子を特定し、視覚性ニューロンが様々な視覚刺激に応答することも確認できました(図③)。将来、魚が飛びつくような視覚刺激を見つけ、その特徴を漁具や餌などに取り入れ、学術領域だけでなく水産業界にも貢献できればと思います。他にも、「新規透明化技術を用いた魚の味覚系による特殊な摂餌行動制御機構の解明」や「ニューロンを操る新規光遺伝学ツールの開発」等、国内外との共同研究も行っています。

論文

Hagio H, Kawaguchi M, Abe H, Yamamoto N. Afferent and efferent connections of the nucleus prethalamicus in the yellowfin goby Acanthogobius flavimanus, J. Com. Neurol. 529, 87-110, 2021.
https://doi.org/10.1002/cne.24935

Bloch S§,Hagio H§, Thomas M, Heuzé A, Hermel J.M., Lasserre E, Colin I, Saka K, Affaticati P,
Jenett A, Kawakami K, Yamamoto N, Yamamoto K. Non-thalamic origin of zebrafish sensory
nuclei implies convergent evolution of visual pathways in amniotes and teleosts, eLife, 9, e54945,
2020.(§Bloch S and Hagio H contributed equally to this study.)
https://doi.org/10.7554/eLife.54945

研究紹介

researchmap https://researchmap.jp/hana-brain

研究室ウェブサイト https://fish-biology-nu.wixsite.com/fish-biology-nu

本事業を通じて解決を目指す世界的課題

魚の高次視覚系の解明とウナギ養殖技術の改善

魚は世界的に重要な食料資源で、消費量は増加傾向です。魚を効率よくとる漁業とつくる養殖業に貢献する研究により、世界の食糧問題の解決への道を開きたいと考え、2つの世界的課題に取り組みます。
漁業関係者は魚の視認性が高い漁具や養殖餌の開発を望んでいるため、1つ目の課題は、“魚の視覚系と高次認知能力の解明”です。多くのニューロンが応答した視覚刺激を見つけ、それらに実際に飛びつき認知するのかを国際共同研究により調べます。将来、魚の視認性が高い漁具開発に発展させます。2つ目は、養殖の重要課題“ウナギ養殖技術の改善”で、神経科学的アプローチにより進展させます。ニューロン活性を指標にして食いつきの良い新規な餌を開発し、生残率と成長率を劇的に向上させます。ウナギを大量生産し、いつでもだれでも食べられる未来をつくりたいです。

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