脳科学辞典 - 利用者の投稿記録 [ja]

トーク:コネクトーム

2016-06-28T01:56:31Z

Tsuyoshimiyakawa:

コネクトーム研究の歴史と現状がわかりやすく解説された素晴らしい総説だと思います。以下、マイナーなコメントです。

1. 「コネクトームは、神経系のすべての神経細胞が接続することでできた神経回路の全体を意味する。」
最近は、[[グリア]]と神経細胞のコミュニケーションも重要視されているようですが、コネクトームの定義としてはグリアは含めないということでよろしいでしょうか？

2. 「デジタル画像として大規模なデータの保存と解析が扱えるようになってきた。」-> 「デジタル画像として大規模なデータの保存と解析が行われるようになった。」

3. 「[[線虫]]の場合、体のサイズが小型で、神経細胞の数が少なく（雌雄同体で302個）、その結合性も個体差が少なくステレオタイプである（75%再現性があると言われる）ので」
これらの数値の出ている文献を引用ください（[13]にもし記載があるということでしたら、結構です）。

4. 「このレベルのコネクトーム構築のもう一つのアプローチとしては、このような形態学的なアプローチとともに、電気生理学的アプローチ、更に[[光遺伝学]]、神経活動を間接的あるいは直接的に観察する細胞、組織レベルのアプローチ（[[カルシウム]]、活動電位、血流変化など）もある。」
これらの研究例を引用いただけないでしょうか。

5. 「上述した大規模生理学的な方法」が具体的に何を指しているのか、わかりにくいように思います。「上述したxxxのような大規模生理学的な方法」のように加筆いただくとよいのではないでしょうか。

6. 「そして遺伝子情報を活用した精密医療」のところで、precision medicineに関する文献を引用していただいたほうがよろしいのではないかと思います。精密医療という言葉を聞いたことのない読者が多いかと思いますので。

7. Functional connectivity とdefault mode network について、少し述べられたほうが良いのではないでしょうか。[[統合失調症]]や[[自閉症]]などの[[精神疾患]]などの精密医療にこれの解析を活用できるであろうという研究が出始めており、そのような論文などにも言及・引用していただけるとより親切であるように思います。

8. 「コネクトームの知見を活用することで、心理学、[[言語]]学、経済学、商業、犯罪、保険、教育、政治、芸術、倫理学などの[[ヒト]]の脳活動が関係した分野に、神経回路の観点から、これまでにない概念が提供されることも考えられ、その社会的な影響も大きいとの予想もある」
これにつきましても、そのような予想を述べている文献やウェブサイトなどの引用をお願いします。

-----

9. （これは脳科学辞典の編集方針の問題であるように思われますが）リンク先のない用語にリンクがはってあるものが多すぎるように思います。これはどのような方針でしょうか？例えば、CRISPR・CAS9法
は、日本語Wikiにはないかもしれませんが、英語のWikipediaには該当するものがあります。リンク先がないリンクというのは最小限に抑えたほうがよいように思いますが、いかがでしょうか？>古屋様、林先生

トーク:コネクトーム

2016-06-28T01:56:12Z

Tsuyoshimiyakawa: ページの作成:「コネクトーム研究の歴史と現状がわかる素晴らしい総説だと思います。以下、マイナーなコメントです。 1. 「コネクトームは...」

コネクトーム研究の歴史と現状がわかる素晴らしい総説だと思います。以下、マイナーなコメントです。

1. 「コネクトームは、神経系のすべての神経細胞が接続することでできた神経回路の全体を意味する。」
最近は、[[グリア]]と神経細胞のコミュニケーションも重要視されているようですが、コネクトームの定義としてはグリアは含めないということでよろしいでしょうか？

2. 「デジタル画像として大規模なデータの保存と解析が扱えるようになってきた。」-> 「デジタル画像として大規模なデータの保存と解析が行われるようになった。」

3. 「[[線虫]]の場合、体のサイズが小型で、神経細胞の数が少なく（雌雄同体で302個）、その結合性も個体差が少なくステレオタイプである（75%再現性があると言われる）ので」
これらの数値の出ている文献を引用ください（[13]にもし記載があるということでしたら、結構です）。

4. 「このレベルのコネクトーム構築のもう一つのアプローチとしては、このような形態学的なアプローチとともに、電気生理学的アプローチ、更に[[光遺伝学]]、神経活動を間接的あるいは直接的に観察する細胞、組織レベルのアプローチ（[[カルシウム]]、活動電位、血流変化など）もある。」
これらの研究例を引用いただけないでしょうか。

5. 「上述した大規模生理学的な方法」が具体的に何を指しているのか、わかりにくいように思います。「上述したxxxのような大規模生理学的な方法」のように加筆いただくとよいのではないでしょうか。

6. 「そして遺伝子情報を活用した精密医療」のところで、precision medicineに関する文献を引用していただいたほうがよろしいのではないかと思います。精密医療という言葉を聞いたことのない読者が多いかと思いますので。

7. Functional connectivity とdefault mode network について、少し述べられたほうが良いのではないでしょうか。[[統合失調症]]や[[自閉症]]などの[[精神疾患]]などの精密医療にこれの解析を活用できるであろうという研究が出始めており、そのような論文などにも言及・引用していただけるとより親切であるように思います。

8. 「コネクトームの知見を活用することで、心理学、[[言語]]学、経済学、商業、犯罪、保険、教育、政治、芸術、倫理学などの[[ヒト]]の脳活動が関係した分野に、神経回路の観点から、これまでにない概念が提供されることも考えられ、その社会的な影響も大きいとの予想もある」
これにつきましても、そのような予想を述べている文献やウェブサイトなどの引用をお願いします。

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9. （これは脳科学辞典の編集方針の問題であるように思われますが）リンク先のない用語にリンクがはってあるものが多すぎるように思います。これはどのような方針でしょうか？例えば、CRISPR・CAS9法
は、日本語Wikiにはないかもしれませんが、英語のWikipediaには該当するものがあります。リンク先がないリンクというのは最小限に抑えたほうがよいように思いますが、いかがでしょうか？>古屋様、林先生

脳科学辞典・トーク:キイロショウジョウバエ

2016-05-06T22:06:52Z

Tsuyoshimiyakawa:

1. それぞれの記述で、できるだけ文献の引用をお願いいたします。{要出典}と原稿中に記載させていただききました。

2. できるだけアルファベットの短縮語(FRT、MARCMなど）のスペルアウトをお願いします。

3. 「（section3に具体例を紹介）」とありますが、これは不要では。

4. 「データベースを[[検索]]するだけでP因子挿入の変異体を得ることができる」、「[[RNAi]]による遺伝子機能[[ノックダウン]]を可能にする系統（UAS-RNAi）もほとんどすべての遺伝子について利用可能である」、「UAS系統についても共通の財産として研究者間で共有されている」: データベースのURLを記し、リンクをはっていただけますと有り難いです。

5. LexAシステムを一言ご説明ください。

利用者・トーク:Tsuyoshimiyakawa

2016-05-06T22:05:53Z

Tsuyoshimiyakawa: ページの白紙化

脳科学辞典・トーク:キイロショウジョウバエ

2016-05-06T22:04:06Z

Tsuyoshimiyakawa: ページの作成:「1. それぞれの記述で、できるだけ文献の引用をお願いいたします。{要出典}と原稿中に記載させていただききました。 2. でき...」

1. それぞれの記述で、できるだけ文献の引用をお願いいたします。{要出典}と原稿中に記載させていただききました。
2. できるだけアルファベットの短縮語(FRT、MARCMなど）のスペルアウトをお願いします。
3. 「（section3に具体例を紹介）」とありますが、これは不要では。
4. 「データベースを[[検索]]するだけでP因子挿入の変異体を得ることができる」、「[[RNAi]]による遺伝子機能[[ノックダウン]]を可能にする系統（UAS-RNAi）もほとんどすべての遺伝子について利用可能である」、「UAS系統についても共通の財産として研究者間で共有されている」: データベースのURLを記し、リンクをはっていただけますと有り難いです。
5. LexAシステムを一言ご説明ください。

利用者・トーク:Tsuyoshimiyakawa

2016-05-06T22:02:02Z

1. それぞれの記述で、できるだけ文献の引用をお願いいたします。{要出典}と原稿中に記載させていただききました。
2. できるだけアルファベットの短縮語(FRT、MARCMなど）のスペルアウトをお願いします。
3. 「（section3に具体例を紹介）」とありますが、これは不要では。
4. 「データベースを[[検索]]するだけでP因子挿入の変異体を得ることができる」、「[[RNAi]]による遺伝子機能[[ノックダウン]]を可能にする系統（UAS-RNAi）もほとんどすべての遺伝子について利用可能である」、「UAS系統についても共通の財産として研究者間で共有されている」: データベースのURLを記し、リンクをはっていただけますと有り難いです。
5. LexAシステムを一言ご説明ください。

ショウジョウバエ

2016-05-06T02:24:10Z

Tsuyoshimiyakawa:

<div align="right">
[http://researchmap.jp/anose.ut 能瀬聡直] 
''東京大学大学院新領域創成科学研究科'' 
DOI：<selfdoi />　原稿受付日：2016年3月2日　原稿完成日：2016年月日 
担当編集委員：[http://researchmap.jp/tsuyoshimiyakawa 宮川剛]（藤田保健衛生大学） 
</div>

羅：''Drosophila melanogaster''　英：fruits fly

同義語：ショウジョウバエ

{{box|text=　キイロショウジョウバエは神経科学の諸分野、特に分子行動学や神経発生学において、常に先駆的な役割を果たしてきた重要なモデル動物である。その最大の利点は強力な遺伝学を比較的構成が単純な神経系に適用できる点にある。}}

{{Taxobox
| name = ''Drosophila melanogaster''
| image = Drosophila melanogaster - side (aka).jpg
| image_width= 220px
| image_caption = Male ''Drosophila melanogaster''
| regnum = [[Animal]]ia
| phylum = [[Arthropod]]a
| classis = [[Insect]]a
| ordo = [[Fly|Diptera]]
| familia = [[Drosophilidae]]
| genus = ''[[Drosophila]]''
| subgenus = ''[[Sophophora]]''
| species_group = [[Drosophila melanogaster species group|''melanogaster'' group]]
| species_subgroup = [[Drosophila melanogaster species subgroup|''melanogaster'' subgroup]]
| species_complex = ''melanogaster'' complex
| species = '''''D. melanogaster'''''
| binomial = ''Drosophila melanogaster''
| binomial_authority = [[Johann Wilhelm Meigen|Meigen]], 1830<ref>'''Meigen JW''' Systematische Beschreibung der bekannten europäischen zweiflügeligen Insekten. (Volume 6) ''Schulz-Wundermann'' 1830
[http://bsd.neuroinf.jp/w/images/4/41/Meigen.pdf PDF]</ref>}}

== モデル生物としての特徴 ==
　[[wikipedia:ja:昆虫網|昆虫網]]、[[wikipedia:ja:双翅目|双翅目]]に属する[[wikipedia:ja:ショウジョウバエ科|ショウジョウバエ科]]には2000種以上の種が存在するが、このうち一般にショウジョウバエと呼ばれるものはキイロショウジョウバエである。

　[[wikipedia:ja:完全変態|完全変態]]昆虫で、摂氏25度では、胚期（1日）、1齢[[wj:幼虫|幼虫]]期（1日）、2齢幼虫期（1日）、3齢幼虫期（2日）、[[wj:蛹|蛹]]期（5日）を経て約10日で[[wj:成虫|成虫]]になる。体長が小さく（成虫で3mm）、飼育が容易で、世代期間が短いことから、遺伝学的解析に適している。また、遺伝的組換えを抑制する[[wikipedia:ja:バランサー染色体|バランサー染色体]]を用いて[[wj:突然変異体|突然変異体]]を安定に継代維持することができるのも大きな利点である{要出典}。神経細胞の数は幼虫で約1万、成虫で10万程度{要出典}。

== よく用いられる遺伝学的手法 ==
　遺伝子機能を解析する際には、遺伝子機能を欠失させたときにどのような影響（[[wj:表現型|表現型]]）がでるのか、逆に遺伝子を本来発現していない時間や場所（組織や細胞）に強制的に発現させたときにどのような影響がでるのかを調べるのが一般的である。以下に、ショウジョウバエにおいてこれらの解析がどのように達成されているのかを歴史的背景も含め概説する。また、クローン解析と呼ばれる特定の組織や細胞のみに変異を誘導する手法についても解説する。

=== 機能欠失型変異 ===
　古典的には、[[突然変異体]]の解析により遺伝子機能の解析が行われた。[[wikipedia:ja:クリスティアーネ・ニュスライン＝フォルハルト|Nusslein-Volhard]]と[[wikipedia:ja:エリック・ヴィーシャウス|Wieschaus]]が行った胚発生に関わる遺伝子の系統的解析{要出典}に代表されるように、X線や化学物質を用いて人工的に変異を誘導し、大量の変異体のなかから着目する表現型を示すものを探す[[順遺伝学的手法]]（forward genetics）は[[動物]]発生や行動の解析において大きな威力を発揮した（section3に具体例を紹介）。

　1976年には[[トランスポゾン]][[P因子]]が発見され{要出典}、個体への遺伝子導入が可能になるとともに、突然変異の原因遺伝子のクローニングが一挙に進んだ。さらに2000年頃に完了した[[wikipedia:ja:ゲノム|ゲノム]]解読後{要出典}、P因子挿入部位のマッピングが進み、現在では60%以上の遺伝子についてデータベースを[[検索]]するだけでP因子挿入の変異体を得ることができる{要出典}。さらに再転移法を用いて近傍のP因子から欠失変異体を得ることができるので、P因子を頼りに大多数の遺伝子の機能欠失体を得ることが可能となっている{要出典}。

　さらに、[[RNAi]]による遺伝子機能[[ノックダウン]]を可能にする系統（UAS-RNAi）もほとんどすべての遺伝子について利用可能である{要出典}。RNAiの場合、遺伝子機能を完全には阻害することができないという問題がある一方で、下記の[[Gal4-UASシステム]]と組み合わせることで、特定の細胞においてのみ遺伝子機能を阻害できるという利点がある{要出典}。一方、[[マウス]]で用いられる[[相同組み替え]]のように特定の遺伝子を狙って欠失変異体を作成する手法は長年存在せず、遺伝学モデルとしての弱点のひとつであったが、組換え酵素[[FLP]]を利用して相同組換えを誘導する系が最近開発された{要出典}。さらにごく最近では[[ゲノム編集]]を用いることで、より効率的に変異体を作成することが可能となっている{要出典}。

=== 機能獲得型変異 ===
　当初は発現制御領域（エンハンサーやプロモーター）の下流に解析したい遺伝子をつないだコンストラクトを、[[P因子転換法]]を用いて個体に導入することで[[強制発現]]を誘導していたが、現在ではGal4-UASシステムを用いるのが一般的である{要出典}。[[Gal4]]は[[wikipedia:ja:酵母|酵母]]由来の[[転写因子]]で、[[UAS配列]]に結合し下流の遺伝子の発現を活性化させる。このシステムの最大の特徴は、「発現場所」を決めるGal4系統と、「何を発現するか」を決めるUAS系統を独立に作成し、これらを交配した子孫において表現型を解析することにある。これにより致死性の変異の解析を可能にするとともに、多様な組み合わせでの強制発現が効率良く行えるようになった。発現制御領域に結合したコンストラクトや[[エンハンサー・トラップ法]]を用いることで、様々な組織や細胞で特異的にGal4を発現する系統が多数作成されており、ストックセンター等から入手可能である{要出典}。

　同様に多くの遺伝子の上流にUASをもつ系統が作成されストックセンターから入手可能である{要出典}。また[[緑色蛍光タンパク質]][[GFP]]、[[カルシウムインジケーター]][[GCaMP]]、[[光感受性チャネル]][[Channelrhodopsin2]]など様々な分子ツールを発現するためのUAS系統についても共通の財産として研究者間で共有されている{要出典}。また、[[LexAシステム]]など他の発現系を併用することで、複数の遺伝子やレポーターを独立に別の細胞群において発現させることも可能である{要出典}。

=== クローン解析（モザイク解析） ===
　一部の細胞もしくは[[細胞系譜]]のみに変異をもたらすことにより、致死性の変異の表現型を調べたり、特異的な遺伝子機能を解析したりすることができる{要出典}。例えば、個体全体を変異体にした場合に脳が形成されないような場合でも、特定の神経細胞のみに変異をもたらすことで遺伝子の細胞自律的な機能を調べることができる。個体内で細胞ごとに遺伝型が異なりモザイク的になるので、モザイク解析とも呼ばれる。クローン解析の歴史は古く発生学の研究に大きな貢献をした。

　以前はX線などを用いたが、現在では組換え酵素FLPとその標的配列（[[FRT]]）を利用して体細胞組換えを誘発することでクローンを作成するのが一般的である{要出典}。さらに[[MARCM法]]と呼ばれる手法は、変異体クローンのみにおいてGFP等のマーカーを発現させることにより、その細胞形態を可視化することを可能にする{要出典}。クローン解析は、変異体の解析のみならず、神経細胞の形態（特に[[軸索]]や樹状突起の配線パターン）を解析するのにも有効である{要出典}。最近では、[[Brainbow法]]と組み合わせることで、多数のクローンを異なった色で可視化する手法も開発されている{要出典}。

== 神経科学における代表的研究 ==
=== 神経発生学 ===
　胸[[体節]]が重複する[[bithorax変異]]に代表されるホメオティック変異体の解析は、[[ホメオボックス転写因子]]群による体（および[[脳神経]]系）の[[前後軸]]決定機構の解明につながった{要出典}。また胚発生における変異の網羅的解析は、[[WNT|Wnt]]（[[Wingless]]）、[[TGF-β]]（[[Dpp]]）、[[hedgehog]]などの同定につながった{要出典}（以上の功績により[[wikipedia:ja:エドワード・ルイス|E.B. Lewis]]、C. Nusslein-VolhardとE. Wieschausが1995年[[wikipedia:ja:ノーベル賞|ノーベル賞]]受賞）。この他、[[Notch]]-[[Delta]]系、[[achaete-scute complex]]に代表される[[bHLH転写因子]]群等神経発生に関わる多くの重要遺伝子がショウジョウバエにおいて発見された{要出典}。後に、これら遺伝子のホモログの同定・解析が[[脊椎動物]]の神経発生の研究にも革新をもたらした{要出典}。

=== 神経行動学 ===
　[[wj:シーモア・ベンザー|S. Benzer]]が開拓した行動遺伝学は多数の変異体のなかから特定の行動に異常をもたらすものを単離することで、遺伝子の機能と動物行動との因果を明らかにした{要出典}。有名な例として、[[概日周期]]の制御に関わる[[period]]遺伝子、[[記憶]]・[[学習]]に関わる[[dunce]]遺伝子があげられる{要出典}。また、[[fruitless]]など[[求愛行動]]に関わる変異の研究は脳の性差の理解につながった{要出典}。

=== 機能生理学 ===
　Benzerらの行動スクリーニングはまた[[イオンチャネル]]などの生理機能分子の同定にもつながった。例えば、[[Shaker]]変異は最初の[[カリウムチャネル]]のクローニングにつながった{要出典}。同様に[[TRPチャネル]]もショウジョウバエでの研究から発見されたものである{要出典}。

== 最近の研究動向 ==
　米国の[[wikipedia:Janelia Research Campus|Janelia研究所]]を中心に単一の神経細胞種において特異的に発現を誘導するGal4系統が拡充されており、大量のGal4系統を用いた解剖学的脳マッピングが進行している{要出典}。また[[オプトジェネティクス]]を用い、特定の神経細胞の活動を促進もしくは阻害したときの動物行動や回路の挙動への影響を調べる研究も盛んに行われている{要出典}。成虫の脳部位や幼虫の全[[中枢神経系]]において、[[コネクトミクス]]解析（連続[[切片]]電子顕微鏡画像三次元再構築）による回路構造決定のプロジェクトも進行している{要出典}。[[カルシウムイメージング]]や[[パッチクランプ法]]を用いて神経活動を測定する研究も急増している{要出典}。

　以上のような革新的技術を組み合わせて、感覚情報処理、記憶学習や行動制御の仕組みを回路レベルで理解しようとするシステム神経科学が急ピッチで展開している。また、[[アルツハイマー病]]や[[パーキンソン病]]などの[[モデル動物]]が作成されるなど、[[精神神経疾患]]のハイスループットモデル系としても活用されている{要出典}。

== 外部リンク ==
*[http://flybase.org Flybase]
　遺伝子データベース。アノテーション、系統ストック、発現パターン、参考文献等、各遺伝子に関するすべての情報が集約されたデータベース。 
　アトラスや脳マッピング、ストックセンター、啓蒙等の外部サイトへのリンクもあるので、ここを出発点にショウジョウバエに関するすべての情報にアクセスできる。

*[http://www.sdbonline.org/sites/fly/aimain/1aahome.htm The Interactive Fly]
　啓蒙・解説サイト。重要遺伝子の機能、発生や解剖アトラスについての分かりやすい解説がある。

*[https://www.janelia.org/project-team/flylight FlyLight]
　Janelia研究所で作成されたGal4系統のコレクションを用いた神経細胞のマッピング、解剖アトラス。

== 参考文献 ==
<REFERENCES />
:2. 神経科学研究において用いられる遺伝学的手法について<pubmed>22017985</pubmed>

:3. 神経科学における代表的研究について <pubmed>20383202</pubmed>

:4. オプトジェネティクスなどの新技術を用いた行動解析について <pubmed> 22285110 </pubmed>

ショウジョウバエ

2016-05-06T02:17:43Z

Tsuyoshimiyakawa:

<div align="right">
[http://researchmap.jp/anose.ut 能瀬聡直] 
''東京大学大学院新領域創成科学研究科'' 
DOI：<selfdoi />　原稿受付日：2016年3月2日　原稿完成日：2016年月日 
担当編集委員：[http://researchmap.jp/tsuyoshimiyakawa 宮川剛]（藤田保健衛生大学） 
</div>

羅：''Drosophila melanogaster''　英：fruits fly

同義語：ショウジョウバエ

{{box|text=　キイロショウジョウバエは神経科学の諸分野、特に分子行動学や神経発生学において、常に先駆的な役割を果たしてきた重要なモデル動物である。その最大の利点は強力な遺伝学を比較的構成が単純な神経系に適用できる点にある。}}

{{Taxobox
| name = ''Drosophila melanogaster''
| image = Drosophila melanogaster - side (aka).jpg
| image_width= 220px
| image_caption = Male ''Drosophila melanogaster''
| regnum = [[Animal]]ia
| phylum = [[Arthropod]]a
| classis = [[Insect]]a
| ordo = [[Fly|Diptera]]
| familia = [[Drosophilidae]]
| genus = ''[[Drosophila]]''
| subgenus = ''[[Sophophora]]''
| species_group = [[Drosophila melanogaster species group|''melanogaster'' group]]
| species_subgroup = [[Drosophila melanogaster species subgroup|''melanogaster'' subgroup]]
| species_complex = ''melanogaster'' complex
| species = '''''D. melanogaster'''''
| binomial = ''Drosophila melanogaster''
| binomial_authority = [[Johann Wilhelm Meigen|Meigen]], 1830<ref>'''Meigen JW''' Systematische Beschreibung der bekannten europäischen zweiflügeligen Insekten. (Volume 6) ''Schulz-Wundermann'' 1830
[http://bsd.neuroinf.jp/w/images/4/41/Meigen.pdf PDF]</ref>}}

== モデル生物としての特徴 ==
　[[wikipedia:ja:昆虫網|昆虫網]]、[[wikipedia:ja:双翅目|双翅目]]に属する[[wikipedia:ja:ショウジョウバエ科|ショウジョウバエ科]]には2000種以上の種が存在するが、このうち一般にショウジョウバエと呼ばれるものはキイロショウジョウバエである。

　[[wikipedia:ja:完全変態|完全変態]]昆虫で、摂氏25度では、胚期（1日）、1齢[[wj:幼虫|幼虫]]期（1日）、2齢幼虫期（1日）、3齢幼虫期（2日）、[[wj:蛹|蛹]]期（5日）を経て約10日で[[wj:成虫|成虫]]になる。体長が小さく（成虫で3mm）、飼育が容易で、世代期間が短いことから、遺伝学的解析に適している。また、遺伝的組換えを抑制する[[wikipedia:ja:バランサー染色体|バランサー染色体]]を用いて[[wj:突然変異体|突然変異体]]を安定に継代維持することができるのも大きな利点である{要出典}。神経細胞の数は幼虫で約1万、成虫で10万程度{{要出典|date=2016年5月}}。

== よく用いられる遺伝学的手法 ==
　遺伝子機能を解析する際には、遺伝子機能を欠失させたときにどのような影響（[[wj:表現型|表現型]]）がでるのか、逆に遺伝子を本来発現していない時間や場所（組織や細胞）に強制的に発現させたときにどのような影響がでるのかを調べるのが一般的である。以下に、ショウジョウバエにおいてこれらの解析がどのように達成されているのかを歴史的背景も含め概説する。また、クローン解析と呼ばれる特定の組織や細胞のみに変異を誘導する手法についても解説する。

=== 機能欠失型変異 ===
　古典的には、[[突然変異体]]の解析により遺伝子機能の解析が行われた。[[wikipedia:ja:クリスティアーネ・ニュスライン＝フォルハルト|Nusslein-Volhard]]と[[wikipedia:ja:エリック・ヴィーシャウス|Wieschaus]]が行った胚発生に関わる遺伝子の系統的解析{{要出典|date=2016年5月}}に代表されるように、X線や化学物質を用いて人工的に変異を誘導し、大量の変異体のなかから着目する表現型を示すものを探す[[順遺伝学的手法]]（forward genetics）は[[動物]]発生や行動の解析において大きな威力を発揮した（section3に具体例を紹介）。

　1976年には[[トランスポゾン]][[P因子]]が発見され{{要出典|date=2016年5月}}、個体への遺伝子導入が可能になるとともに、突然変異の原因遺伝子のクローニングが一挙に進んだ。さらに2000年頃に完了した[[wikipedia:ja:ゲノム|ゲノム]]解読後、P因子挿入部位のマッピングが進み、現在では60%以上の遺伝子についてデータベースを[[検索]]するだけでP因子挿入の変異体を得ることができる。さらに再転移法を用いて近傍のP因子から欠失変異体を得ることができるので、P因子を頼りに大多数の遺伝子の機能欠失体を得ることが可能となっている。

　さらに、[[RNAi]]による遺伝子機能[[ノックダウン]]を可能にする系統（UAS-RNAi）もほとんどすべての遺伝子について利用可能である。RNAiの場合、遺伝子機能を完全には阻害することができないという問題がある一方で、下記の[[Gal4-UASシステム]]と組み合わせることで、特定の細胞においてのみ遺伝子機能を阻害できるという利点がある。一方、[[マウス]]で用いられる[[相同組み替え]]のように特定の遺伝子を狙って欠失変異体を作成する手法は長年存在せず、遺伝学モデルとしての弱点のひとつであったが、組換え酵素[[FLP]]を利用して相同組換えを誘導する系が最近開発された。さらにごく最近では[[ゲノム編集]]を用いることで、より効率的に変異体を作成することが可能となっている。

=== 機能獲得型変異 ===
　当初は発現制御領域（エンハンサーやプロモーター）の下流に解析したい遺伝子をつないだコンストラクトを、[[P因子転換法]]を用いて個体に導入することで[[強制発現]]を誘導していたが、現在ではGal4-UASシステムを用いるのが一般的である。[[Gal4]]は[[wikipedia:ja:酵母|酵母]]由来の[[転写因子]]で、[[UAS配列]]に結合し下流の遺伝子の発現を活性化させる。このシステムの最大の特徴は、「発現場所」を決めるGal4系統と、「何を発現するか」を決めるUAS系統を独立に作成し、これらを交配した子孫において表現型を解析することにある。これにより致死性の変異の解析を可能にするとともに、多様な組み合わせでの強制発現が効率良く行えるようになった。発現制御領域に結合したコンストラクトや[[エンハンサー・トラップ法]]を用いることで、様々な組織や細胞で特異的にGal4を発現する系統が多数作成されており、ストックセンター等から入手可能である。

　同様に多くの遺伝子の上流にUASをもつ系統が作成されストックセンターから入手可能である。また[[緑色蛍光タンパク質]][[GFP]]、[[カルシウムインジケーター]][[GCaMP]]、[[光感受性チャネル]][[Channelrhodopsin2]]など様々な分子ツールを発現するためのUAS系統についても共通の財産として研究者間で共有されている。また、[[LexAシステム]]など他の発現系を併用することで、複数の遺伝子やレポーターを独立に別の細胞群において発現させることも可能である。

=== クローン解析（モザイク解析） ===
　一部の細胞もしくは[[細胞系譜]]のみに変異をもたらすことにより、致死性の変異の表現型を調べたり、特異的な遺伝子機能を解析したりすることができる。例えば、個体全体を変異体にした場合に脳が形成されないような場合でも、特定の神経細胞のみに変異をもたらすことで遺伝子の細胞自律的な機能を調べることができる。個体内で細胞ごとに遺伝型が異なりモザイク的になるので、モザイク解析とも呼ばれる。クローン解析の歴史は古く発生学の研究に大きな貢献をした。

　以前はX線などを用いたが、現在では組換え酵素FLPとその標的配列（[[FRT]]）を利用して体細胞組換えを誘発することでクローンを作成するのが一般的である。さらに[[MARCM法]]と呼ばれる手法は、変異体クローンのみにおいてGFP等のマーカーを発現させることにより、その細胞形態を可視化することを可能にする。クローン解析は、変異体の解析のみならず、神経細胞の形態（特に[[軸索]]や樹状突起の配線パターン）を解析するのにも有効である。最近では、[[Brainbow法]]と組み合わせることで、多数のクローンを異なった色で可視化する手法も開発されている。

== 神経科学における代表的研究 ==
=== 神経発生学 ===
　胸[[体節]]が重複する[[bithorax変異]]に代表されるホメオティック変異体の解析は、[[ホメオボックス転写因子]]群による体（および[[脳神経]]系）の[[前後軸]]決定機構の解明につながった。また胚発生における変異の網羅的解析は、[[WNT|Wnt]]（[[Wingless]]）、[[TGF-β]]（[[Dpp]]）、[[hedgehog]]などの同定につながった（以上の功績により[[wikipedia:ja:エドワード・ルイス|E.B. Lewis]]、C. Nusslein-VolhardとE. Wieschausが1995年[[wikipedia:ja:ノーベル賞|ノーベル賞]]受賞）。この他、[[Notch]]-[[Delta]]系、[[achaete-scute complex]]に代表される[[bHLH転写因子]]群等神経発生に関わる多くの重要遺伝子がショウジョウバエにおいて発見された。後に、これら遺伝子のホモログの同定・解析が[[脊椎動物]]の神経発生の研究にも革新をもたらした。

=== 神経行動学 ===
　[[wj:シーモア・ベンザー|S. Benzer]]が開拓した行動遺伝学は多数の変異体のなかから特定の行動に異常をもたらすものを単離することで、遺伝子の機能と動物行動との因果を明らかにした。有名な例として、[[概日周期]]の制御に関わる[[period]]遺伝子、[[記憶]]・[[学習]]に関わる[[dunce]]遺伝子があげられる。また、[[fruitless]]など[[求愛行動]]に関わる変異の研究は脳の性差の理解につながった。

=== 機能生理学 ===
　Benzerらの行動スクリーニングはまた[[イオンチャネル]]などの生理機能分子の同定にもつながった。例えば、[[Shaker]]変異は最初の[[カリウムチャネル]]のクローニングにつながった。同様に[[TRPチャネル]]もショウジョウバエでの研究から発見されたものである。

== 最近の研究動向 ==
　米国の[[wikipedia:Janelia Research Campus|Janelia研究所]]を中心に単一の神経細胞種において特異的に発現を誘導するGal4系統が拡充されており、大量のGal4系統を用いた解剖学的脳マッピングが進行している。また[[オプトジェネティクス]]を用い、特定の神経細胞の活動を促進もしくは阻害したときの動物行動や回路の挙動への影響を調べる研究も盛んに行われている。成虫の脳部位や幼虫の全[[中枢神経系]]において、[[コネクトミクス]]解析（連続[[切片]]電子顕微鏡画像三次元再構築）による回路構造決定のプロジェクトも進行している。[[カルシウムイメージング]]や[[パッチクランプ法]]を用いて神経活動を測定する研究も急増している。

　以上のような革新的技術を組み合わせて、感覚情報処理、記憶学習や行動制御の仕組みを回路レベルで理解しようとするシステム神経科学が急ピッチで展開している。また、[[アルツハイマー病]]や[[パーキンソン病]]などの[[モデル動物]]が作成されるなど、[[精神神経疾患]]のハイスループットモデル系としても活用されている。

== 外部リンク ==
*[http://flybase.org Flybase]
　遺伝子データベース。アノテーション、系統ストック、発現パターン、参考文献等、各遺伝子に関するすべての情報が集約されたデータベース。 
　アトラスや脳マッピング、ストックセンター、啓蒙等の外部サイトへのリンクもあるので、ここを出発点にショウジョウバエに関するすべての情報にアクセスできる。

*[http://www.sdbonline.org/sites/fly/aimain/1aahome.htm The Interactive Fly]
　啓蒙・解説サイト。重要遺伝子の機能、発生や解剖アトラスについての分かりやすい解説がある。

*[https://www.janelia.org/project-team/flylight FlyLight]
　Janelia研究所で作成されたGal4系統のコレクションを用いた神経細胞のマッピング、解剖アトラス。

== 参考文献 ==
<REFERENCES />
:2. 神経科学研究において用いられる遺伝学的手法について<pubmed>22017985</pubmed>

:3. 神経科学における代表的研究について <pubmed>20383202</pubmed>

:4. オプトジェネティクスなどの新技術を用いた行動解析について <pubmed> 22285110 </pubmed>

ショウジョウバエ

2016-05-06T02:17:02Z

Tsuyoshimiyakawa:

<div align="right">
[http://researchmap.jp/anose.ut 能瀬聡直] 
''東京大学大学院新領域創成科学研究科'' 
DOI：<selfdoi />　原稿受付日：2016年3月2日　原稿完成日：2016年月日 
担当編集委員：[http://researchmap.jp/tsuyoshimiyakawa 宮川剛]（藤田保健衛生大学） 
</div>

羅：''Drosophila melanogaster''　英：fruits fly

同義語：ショウジョウバエ

{{box|text=　キイロショウジョウバエは神経科学の諸分野、特に分子行動学や神経発生学において、常に先駆的な役割を果たしてきた重要なモデル動物である。その最大の利点は強力な遺伝学を比較的構成が単純な神経系に適用できる点にある。}}

{{Taxobox
| name = ''Drosophila melanogaster''
| image = Drosophila melanogaster - side (aka).jpg
| image_width= 220px
| image_caption = Male ''Drosophila melanogaster''
| regnum = [[Animal]]ia
| phylum = [[Arthropod]]a
| classis = [[Insect]]a
| ordo = [[Fly|Diptera]]
| familia = [[Drosophilidae]]
| genus = ''[[Drosophila]]''
| subgenus = ''[[Sophophora]]''
| species_group = [[Drosophila melanogaster species group|''melanogaster'' group]]
| species_subgroup = [[Drosophila melanogaster species subgroup|''melanogaster'' subgroup]]
| species_complex = ''melanogaster'' complex
| species = '''''D. melanogaster'''''
| binomial = ''Drosophila melanogaster''
| binomial_authority = [[Johann Wilhelm Meigen|Meigen]], 1830<ref>'''Meigen JW''' Systematische Beschreibung der bekannten europäischen zweiflügeligen Insekten. (Volume 6) ''Schulz-Wundermann'' 1830
[http://bsd.neuroinf.jp/w/images/4/41/Meigen.pdf PDF]</ref>}}

== モデル生物としての特徴 ==
　[[wikipedia:ja:昆虫網|昆虫網]]、[[wikipedia:ja:双翅目|双翅目]]に属する[[wikipedia:ja:ショウジョウバエ科|ショウジョウバエ科]]には2000種以上の種が存在するが、このうち一般にショウジョウバエと呼ばれるものはキイロショウジョウバエである。

　[[wikipedia:ja:完全変態|完全変態]]昆虫で、摂氏25度では、胚期（1日）、1齢[[wj:幼虫|幼虫]]期（1日）、2齢幼虫期（1日）、3齢幼虫期（2日）、[[wj:蛹|蛹]]期（5日）を経て約10日で[[wj:成虫|成虫]]になる。体長が小さく（成虫で3mm）、飼育が容易で、世代期間が短いことから、遺伝学的解析に適している。また、遺伝的組換えを抑制する[[wikipedia:ja:バランサー染色体|バランサー染色体]]を用いて[[wj:突然変異体|突然変異体]]を安定に継代維持することができるのも大きな利点である{{要出典}}。神経細胞の数は幼虫で約1万、成虫で10万程度{{要出典|date=2016年5月}}。

== よく用いられる遺伝学的手法 ==
　遺伝子機能を解析する際には、遺伝子機能を欠失させたときにどのような影響（[[wj:表現型|表現型]]）がでるのか、逆に遺伝子を本来発現していない時間や場所（組織や細胞）に強制的に発現させたときにどのような影響がでるのかを調べるのが一般的である。以下に、ショウジョウバエにおいてこれらの解析がどのように達成されているのかを歴史的背景も含め概説する。また、クローン解析と呼ばれる特定の組織や細胞のみに変異を誘導する手法についても解説する。

=== 機能欠失型変異 ===
　古典的には、[[突然変異体]]の解析により遺伝子機能の解析が行われた。[[wikipedia:ja:クリスティアーネ・ニュスライン＝フォルハルト|Nusslein-Volhard]]と[[wikipedia:ja:エリック・ヴィーシャウス|Wieschaus]]が行った胚発生に関わる遺伝子の系統的解析{{要出典|date=2016年5月}}に代表されるように、X線や化学物質を用いて人工的に変異を誘導し、大量の変異体のなかから着目する表現型を示すものを探す[[順遺伝学的手法]]（forward genetics）は[[動物]]発生や行動の解析において大きな威力を発揮した（section3に具体例を紹介）。

　1976年には[[トランスポゾン]][[P因子]]が発見され{{要出典|date=2016年5月}}、個体への遺伝子導入が可能になるとともに、突然変異の原因遺伝子のクローニングが一挙に進んだ。さらに2000年頃に完了した[[wikipedia:ja:ゲノム|ゲノム]]解読後、P因子挿入部位のマッピングが進み、現在では60%以上の遺伝子についてデータベースを[[検索]]するだけでP因子挿入の変異体を得ることができる。さらに再転移法を用いて近傍のP因子から欠失変異体を得ることができるので、P因子を頼りに大多数の遺伝子の機能欠失体を得ることが可能となっている。

　さらに、[[RNAi]]による遺伝子機能[[ノックダウン]]を可能にする系統（UAS-RNAi）もほとんどすべての遺伝子について利用可能である。RNAiの場合、遺伝子機能を完全には阻害することができないという問題がある一方で、下記の[[Gal4-UASシステム]]と組み合わせることで、特定の細胞においてのみ遺伝子機能を阻害できるという利点がある。一方、[[マウス]]で用いられる[[相同組み替え]]のように特定の遺伝子を狙って欠失変異体を作成する手法は長年存在せず、遺伝学モデルとしての弱点のひとつであったが、組換え酵素[[FLP]]を利用して相同組換えを誘導する系が最近開発された。さらにごく最近では[[ゲノム編集]]を用いることで、より効率的に変異体を作成することが可能となっている。

=== 機能獲得型変異 ===
　当初は発現制御領域（エンハンサーやプロモーター）の下流に解析したい遺伝子をつないだコンストラクトを、[[P因子転換法]]を用いて個体に導入することで[[強制発現]]を誘導していたが、現在ではGal4-UASシステムを用いるのが一般的である。[[Gal4]]は[[wikipedia:ja:酵母|酵母]]由来の[[転写因子]]で、[[UAS配列]]に結合し下流の遺伝子の発現を活性化させる。このシステムの最大の特徴は、「発現場所」を決めるGal4系統と、「何を発現するか」を決めるUAS系統を独立に作成し、これらを交配した子孫において表現型を解析することにある。これにより致死性の変異の解析を可能にするとともに、多様な組み合わせでの強制発現が効率良く行えるようになった。発現制御領域に結合したコンストラクトや[[エンハンサー・トラップ法]]を用いることで、様々な組織や細胞で特異的にGal4を発現する系統が多数作成されており、ストックセンター等から入手可能である。

　同様に多くの遺伝子の上流にUASをもつ系統が作成されストックセンターから入手可能である。また[[緑色蛍光タンパク質]][[GFP]]、[[カルシウムインジケーター]][[GCaMP]]、[[光感受性チャネル]][[Channelrhodopsin2]]など様々な分子ツールを発現するためのUAS系統についても共通の財産として研究者間で共有されている。また、[[LexAシステム]]など他の発現系を併用することで、複数の遺伝子やレポーターを独立に別の細胞群において発現させることも可能である。

=== クローン解析（モザイク解析） ===
　一部の細胞もしくは[[細胞系譜]]のみに変異をもたらすことにより、致死性の変異の表現型を調べたり、特異的な遺伝子機能を解析したりすることができる。例えば、個体全体を変異体にした場合に脳が形成されないような場合でも、特定の神経細胞のみに変異をもたらすことで遺伝子の細胞自律的な機能を調べることができる。個体内で細胞ごとに遺伝型が異なりモザイク的になるので、モザイク解析とも呼ばれる。クローン解析の歴史は古く発生学の研究に大きな貢献をした。

　以前はX線などを用いたが、現在では組換え酵素FLPとその標的配列（[[FRT]]）を利用して体細胞組換えを誘発することでクローンを作成するのが一般的である。さらに[[MARCM法]]と呼ばれる手法は、変異体クローンのみにおいてGFP等のマーカーを発現させることにより、その細胞形態を可視化することを可能にする。クローン解析は、変異体の解析のみならず、神経細胞の形態（特に[[軸索]]や樹状突起の配線パターン）を解析するのにも有効である。最近では、[[Brainbow法]]と組み合わせることで、多数のクローンを異なった色で可視化する手法も開発されている。

== 神経科学における代表的研究 ==
=== 神経発生学 ===
　胸[[体節]]が重複する[[bithorax変異]]に代表されるホメオティック変異体の解析は、[[ホメオボックス転写因子]]群による体（および[[脳神経]]系）の[[前後軸]]決定機構の解明につながった。また胚発生における変異の網羅的解析は、[[WNT|Wnt]]（[[Wingless]]）、[[TGF-β]]（[[Dpp]]）、[[hedgehog]]などの同定につながった（以上の功績により[[wikipedia:ja:エドワード・ルイス|E.B. Lewis]]、C. Nusslein-VolhardとE. Wieschausが1995年[[wikipedia:ja:ノーベル賞|ノーベル賞]]受賞）。この他、[[Notch]]-[[Delta]]系、[[achaete-scute complex]]に代表される[[bHLH転写因子]]群等神経発生に関わる多くの重要遺伝子がショウジョウバエにおいて発見された。後に、これら遺伝子のホモログの同定・解析が[[脊椎動物]]の神経発生の研究にも革新をもたらした。

=== 神経行動学 ===
　[[wj:シーモア・ベンザー|S. Benzer]]が開拓した行動遺伝学は多数の変異体のなかから特定の行動に異常をもたらすものを単離することで、遺伝子の機能と動物行動との因果を明らかにした。有名な例として、[[概日周期]]の制御に関わる[[period]]遺伝子、[[記憶]]・[[学習]]に関わる[[dunce]]遺伝子があげられる。また、[[fruitless]]など[[求愛行動]]に関わる変異の研究は脳の性差の理解につながった。

=== 機能生理学 ===
　Benzerらの行動スクリーニングはまた[[イオンチャネル]]などの生理機能分子の同定にもつながった。例えば、[[Shaker]]変異は最初の[[カリウムチャネル]]のクローニングにつながった。同様に[[TRPチャネル]]もショウジョウバエでの研究から発見されたものである。

== 最近の研究動向 ==
　米国の[[wikipedia:Janelia Research Campus|Janelia研究所]]を中心に単一の神経細胞種において特異的に発現を誘導するGal4系統が拡充されており、大量のGal4系統を用いた解剖学的脳マッピングが進行している。また[[オプトジェネティクス]]を用い、特定の神経細胞の活動を促進もしくは阻害したときの動物行動や回路の挙動への影響を調べる研究も盛んに行われている。成虫の脳部位や幼虫の全[[中枢神経系]]において、[[コネクトミクス]]解析（連続[[切片]]電子顕微鏡画像三次元再構築）による回路構造決定のプロジェクトも進行している。[[カルシウムイメージング]]や[[パッチクランプ法]]を用いて神経活動を測定する研究も急増している。

　以上のような革新的技術を組み合わせて、感覚情報処理、記憶学習や行動制御の仕組みを回路レベルで理解しようとするシステム神経科学が急ピッチで展開している。また、[[アルツハイマー病]]や[[パーキンソン病]]などの[[モデル動物]]が作成されるなど、[[精神神経疾患]]のハイスループットモデル系としても活用されている。

== 外部リンク ==
*[http://flybase.org Flybase]
　遺伝子データベース。アノテーション、系統ストック、発現パターン、参考文献等、各遺伝子に関するすべての情報が集約されたデータベース。 
　アトラスや脳マッピング、ストックセンター、啓蒙等の外部サイトへのリンクもあるので、ここを出発点にショウジョウバエに関するすべての情報にアクセスできる。

*[http://www.sdbonline.org/sites/fly/aimain/1aahome.htm The Interactive Fly]
　啓蒙・解説サイト。重要遺伝子の機能、発生や解剖アトラスについての分かりやすい解説がある。

*[https://www.janelia.org/project-team/flylight FlyLight]
　Janelia研究所で作成されたGal4系統のコレクションを用いた神経細胞のマッピング、解剖アトラス。

== 参考文献 ==
<REFERENCES />
:2. 神経科学研究において用いられる遺伝学的手法について<pubmed>22017985</pubmed>

:3. 神経科学における代表的研究について <pubmed>20383202</pubmed>

:4. オプトジェネティクスなどの新技術を用いた行動解析について <pubmed> 22285110 </pubmed>

ショウジョウバエ

2016-05-06T02:15:19Z

Tsuyoshimiyakawa:

<div align="right">
[http://researchmap.jp/anose.ut 能瀬聡直] 
''東京大学大学院新領域創成科学研究科'' 
DOI：<selfdoi />　原稿受付日：2016年3月2日　原稿完成日：2016年月日 
担当編集委員：[http://researchmap.jp/tsuyoshimiyakawa 宮川剛]（藤田保健衛生大学） 
</div>

羅：''Drosophila melanogaster''　英：fruits fly

同義語：ショウジョウバエ

{{box|text=　キイロショウジョウバエは神経科学の諸分野、特に分子行動学や神経発生学において、常に先駆的な役割を果たしてきた重要なモデル動物である。その最大の利点は強力な遺伝学を比較的構成が単純な神経系に適用できる点にある。}}

{{Taxobox
| name = ''Drosophila melanogaster''
| image = Drosophila melanogaster - side (aka).jpg
| image_width= 220px
| image_caption = Male ''Drosophila melanogaster''
| regnum = [[Animal]]ia
| phylum = [[Arthropod]]a
| classis = [[Insect]]a
| ordo = [[Fly|Diptera]]
| familia = [[Drosophilidae]]
| genus = ''[[Drosophila]]''
| subgenus = ''[[Sophophora]]''
| species_group = [[Drosophila melanogaster species group|''melanogaster'' group]]
| species_subgroup = [[Drosophila melanogaster species subgroup|''melanogaster'' subgroup]]
| species_complex = ''melanogaster'' complex
| species = '''''D. melanogaster'''''
| binomial = ''Drosophila melanogaster''
| binomial_authority = [[Johann Wilhelm Meigen|Meigen]], 1830<ref>'''Meigen JW''' Systematische Beschreibung der bekannten europäischen zweiflügeligen Insekten. (Volume 6) ''Schulz-Wundermann'' 1830
[http://bsd.neuroinf.jp/w/images/4/41/Meigen.pdf PDF]</ref>}}

== モデル生物としての特徴 ==
　[[wikipedia:ja:昆虫網|昆虫網]]、[[wikipedia:ja:双翅目|双翅目]]に属する[[wikipedia:ja:ショウジョウバエ科|ショウジョウバエ科]]には2000種以上の種が存在するが、このうち一般にショウジョウバエと呼ばれるものはキイロショウジョウバエである。

　[[wikipedia:ja:完全変態|完全変態]]昆虫で、摂氏25度では、胚期（1日）、1齢[[wj:幼虫|幼虫]]期（1日）、2齢幼虫期（1日）、3齢幼虫期（2日）、[[wj:蛹|蛹]]期（5日）を経て約10日で[[wj:成虫|成虫]]になる。体長が小さく（成虫で3mm）、飼育が容易で、世代期間が短いことから、遺伝学的解析に適している。また、遺伝的組換えを抑制する[[wikipedia:ja:バランサー染色体|バランサー染色体]]を用いて[[wj:突然変異体|突然変異体]]を安定に継代維持することができるのも大きな利点である[[要出典|date=2016年5月]]。神経細胞の数は幼虫で約1万、成虫で10万程度{{要出典|date=2016年5月}}。

== よく用いられる遺伝学的手法 ==
　遺伝子機能を解析する際には、遺伝子機能を欠失させたときにどのような影響（[[wj:表現型|表現型]]）がでるのか、逆に遺伝子を本来発現していない時間や場所（組織や細胞）に強制的に発現させたときにどのような影響がでるのかを調べるのが一般的である。以下に、ショウジョウバエにおいてこれらの解析がどのように達成されているのかを歴史的背景も含め概説する。また、クローン解析と呼ばれる特定の組織や細胞のみに変異を誘導する手法についても解説する。

=== 機能欠失型変異 ===
　古典的には、[[突然変異体]]の解析により遺伝子機能の解析が行われた。[[wikipedia:ja:クリスティアーネ・ニュスライン＝フォルハルト|Nusslein-Volhard]]と[[wikipedia:ja:エリック・ヴィーシャウス|Wieschaus]]が行った胚発生に関わる遺伝子の系統的解析{{要出典|date=2016年5月}}に代表されるように、X線や化学物質を用いて人工的に変異を誘導し、大量の変異体のなかから着目する表現型を示すものを探す[[順遺伝学的手法]]（forward genetics）は[[動物]]発生や行動の解析において大きな威力を発揮した（section3に具体例を紹介）。

　1976年には[[トランスポゾン]][[P因子]]が発見され{{要出典|date=2016年5月}}、個体への遺伝子導入が可能になるとともに、突然変異の原因遺伝子のクローニングが一挙に進んだ。さらに2000年頃に完了した[[wikipedia:ja:ゲノム|ゲノム]]解読後、P因子挿入部位のマッピングが進み、現在では60%以上の遺伝子についてデータベースを[[検索]]するだけでP因子挿入の変異体を得ることができる。さらに再転移法を用いて近傍のP因子から欠失変異体を得ることができるので、P因子を頼りに大多数の遺伝子の機能欠失体を得ることが可能となっている。

　さらに、[[RNAi]]による遺伝子機能[[ノックダウン]]を可能にする系統（UAS-RNAi）もほとんどすべての遺伝子について利用可能である。RNAiの場合、遺伝子機能を完全には阻害することができないという問題がある一方で、下記の[[Gal4-UASシステム]]と組み合わせることで、特定の細胞においてのみ遺伝子機能を阻害できるという利点がある。一方、[[マウス]]で用いられる[[相同組み替え]]のように特定の遺伝子を狙って欠失変異体を作成する手法は長年存在せず、遺伝学モデルとしての弱点のひとつであったが、組換え酵素[[FLP]]を利用して相同組換えを誘導する系が最近開発された。さらにごく最近では[[ゲノム編集]]を用いることで、より効率的に変異体を作成することが可能となっている。

=== 機能獲得型変異 ===
　当初は発現制御領域（エンハンサーやプロモーター）の下流に解析したい遺伝子をつないだコンストラクトを、[[P因子転換法]]を用いて個体に導入することで[[強制発現]]を誘導していたが、現在ではGal4-UASシステムを用いるのが一般的である。[[Gal4]]は[[wikipedia:ja:酵母|酵母]]由来の[[転写因子]]で、[[UAS配列]]に結合し下流の遺伝子の発現を活性化させる。このシステムの最大の特徴は、「発現場所」を決めるGal4系統と、「何を発現するか」を決めるUAS系統を独立に作成し、これらを交配した子孫において表現型を解析することにある。これにより致死性の変異の解析を可能にするとともに、多様な組み合わせでの強制発現が効率良く行えるようになった。発現制御領域に結合したコンストラクトや[[エンハンサー・トラップ法]]を用いることで、様々な組織や細胞で特異的にGal4を発現する系統が多数作成されており、ストックセンター等から入手可能である。

　同様に多くの遺伝子の上流にUASをもつ系統が作成されストックセンターから入手可能である。また[[緑色蛍光タンパク質]][[GFP]]、[[カルシウムインジケーター]][[GCaMP]]、[[光感受性チャネル]][[Channelrhodopsin2]]など様々な分子ツールを発現するためのUAS系統についても共通の財産として研究者間で共有されている。また、[[LexAシステム]]など他の発現系を併用することで、複数の遺伝子やレポーターを独立に別の細胞群において発現させることも可能である。

=== クローン解析（モザイク解析） ===
　一部の細胞もしくは[[細胞系譜]]のみに変異をもたらすことにより、致死性の変異の表現型を調べたり、特異的な遺伝子機能を解析したりすることができる。例えば、個体全体を変異体にした場合に脳が形成されないような場合でも、特定の神経細胞のみに変異をもたらすことで遺伝子の細胞自律的な機能を調べることができる。個体内で細胞ごとに遺伝型が異なりモザイク的になるので、モザイク解析とも呼ばれる。クローン解析の歴史は古く発生学の研究に大きな貢献をした。

　以前はX線などを用いたが、現在では組換え酵素FLPとその標的配列（[[FRT]]）を利用して体細胞組換えを誘発することでクローンを作成するのが一般的である。さらに[[MARCM法]]と呼ばれる手法は、変異体クローンのみにおいてGFP等のマーカーを発現させることにより、その細胞形態を可視化することを可能にする。クローン解析は、変異体の解析のみならず、神経細胞の形態（特に[[軸索]]や樹状突起の配線パターン）を解析するのにも有効である。最近では、[[Brainbow法]]と組み合わせることで、多数のクローンを異なった色で可視化する手法も開発されている。

== 神経科学における代表的研究 ==
=== 神経発生学 ===
　胸[[体節]]が重複する[[bithorax変異]]に代表されるホメオティック変異体の解析は、[[ホメオボックス転写因子]]群による体（および[[脳神経]]系）の[[前後軸]]決定機構の解明につながった。また胚発生における変異の網羅的解析は、[[WNT|Wnt]]（[[Wingless]]）、[[TGF-β]]（[[Dpp]]）、[[hedgehog]]などの同定につながった（以上の功績により[[wikipedia:ja:エドワード・ルイス|E.B. Lewis]]、C. Nusslein-VolhardとE. Wieschausが1995年[[wikipedia:ja:ノーベル賞|ノーベル賞]]受賞）。この他、[[Notch]]-[[Delta]]系、[[achaete-scute complex]]に代表される[[bHLH転写因子]]群等神経発生に関わる多くの重要遺伝子がショウジョウバエにおいて発見された。後に、これら遺伝子のホモログの同定・解析が[[脊椎動物]]の神経発生の研究にも革新をもたらした。

=== 神経行動学 ===
　[[wj:シーモア・ベンザー|S. Benzer]]が開拓した行動遺伝学は多数の変異体のなかから特定の行動に異常をもたらすものを単離することで、遺伝子の機能と動物行動との因果を明らかにした。有名な例として、[[概日周期]]の制御に関わる[[period]]遺伝子、[[記憶]]・[[学習]]に関わる[[dunce]]遺伝子があげられる。また、[[fruitless]]など[[求愛行動]]に関わる変異の研究は脳の性差の理解につながった。

=== 機能生理学 ===
　Benzerらの行動スクリーニングはまた[[イオンチャネル]]などの生理機能分子の同定にもつながった。例えば、[[Shaker]]変異は最初の[[カリウムチャネル]]のクローニングにつながった。同様に[[TRPチャネル]]もショウジョウバエでの研究から発見されたものである。

== 最近の研究動向 ==
　米国の[[wikipedia:Janelia Research Campus|Janelia研究所]]を中心に単一の神経細胞種において特異的に発現を誘導するGal4系統が拡充されており、大量のGal4系統を用いた解剖学的脳マッピングが進行している。また[[オプトジェネティクス]]を用い、特定の神経細胞の活動を促進もしくは阻害したときの動物行動や回路の挙動への影響を調べる研究も盛んに行われている。成虫の脳部位や幼虫の全[[中枢神経系]]において、[[コネクトミクス]]解析（連続[[切片]]電子顕微鏡画像三次元再構築）による回路構造決定のプロジェクトも進行している。[[カルシウムイメージング]]や[[パッチクランプ法]]を用いて神経活動を測定する研究も急増している。

　以上のような革新的技術を組み合わせて、感覚情報処理、記憶学習や行動制御の仕組みを回路レベルで理解しようとするシステム神経科学が急ピッチで展開している。また、[[アルツハイマー病]]や[[パーキンソン病]]などの[[モデル動物]]が作成されるなど、[[精神神経疾患]]のハイスループットモデル系としても活用されている。

== 外部リンク ==
*[http://flybase.org Flybase]
　遺伝子データベース。アノテーション、系統ストック、発現パターン、参考文献等、各遺伝子に関するすべての情報が集約されたデータベース。 
　アトラスや脳マッピング、ストックセンター、啓蒙等の外部サイトへのリンクもあるので、ここを出発点にショウジョウバエに関するすべての情報にアクセスできる。

*[http://www.sdbonline.org/sites/fly/aimain/1aahome.htm The Interactive Fly]
　啓蒙・解説サイト。重要遺伝子の機能、発生や解剖アトラスについての分かりやすい解説がある。

*[https://www.janelia.org/project-team/flylight FlyLight]
　Janelia研究所で作成されたGal4系統のコレクションを用いた神経細胞のマッピング、解剖アトラス。

== 参考文献 ==
<REFERENCES />
:2. 神経科学研究において用いられる遺伝学的手法について<pubmed>22017985</pubmed>

:3. 神経科学における代表的研究について <pubmed>20383202</pubmed>

:4. オプトジェネティクスなどの新技術を用いた行動解析について <pubmed> 22285110 </pubmed>

ショウジョウバエ

2016-05-06T02:13:26Z

Tsuyoshimiyakawa:

<div align="right">
[http://researchmap.jp/anose.ut 能瀬聡直] 
''東京大学大学院新領域創成科学研究科'' 
DOI：<selfdoi />　原稿受付日：2016年3月2日　原稿完成日：2016年月日 
担当編集委員：[http://researchmap.jp/tsuyoshimiyakawa 宮川剛]（藤田保健衛生大学） 
</div>

羅：''Drosophila melanogaster''　英：fruits fly

同義語：ショウジョウバエ

{{box|text=　キイロショウジョウバエは神経科学の諸分野、特に分子行動学や神経発生学において、常に先駆的な役割を果たしてきた重要なモデル動物である。その最大の利点は強力な遺伝学を比較的構成が単純な神経系に適用できる点にある。}}

{{Taxobox
| name = ''Drosophila melanogaster''
| image = Drosophila melanogaster - side (aka).jpg
| image_width= 220px
| image_caption = Male ''Drosophila melanogaster''
| regnum = [[Animal]]ia
| phylum = [[Arthropod]]a
| classis = [[Insect]]a
| ordo = [[Fly|Diptera]]
| familia = [[Drosophilidae]]
| genus = ''[[Drosophila]]''
| subgenus = ''[[Sophophora]]''
| species_group = [[Drosophila melanogaster species group|''melanogaster'' group]]
| species_subgroup = [[Drosophila melanogaster species subgroup|''melanogaster'' subgroup]]
| species_complex = ''melanogaster'' complex
| species = '''''D. melanogaster'''''
| binomial = ''Drosophila melanogaster''
| binomial_authority = [[Johann Wilhelm Meigen|Meigen]], 1830<ref>'''Meigen JW''' Systematische Beschreibung der bekannten europäischen zweiflügeligen Insekten. (Volume 6) ''Schulz-Wundermann'' 1830
[http://bsd.neuroinf.jp/w/images/4/41/Meigen.pdf PDF]</ref>}}

== モデル生物としての特徴 ==
　[[wikipedia:ja:昆虫網|昆虫網]]、[[wikipedia:ja:双翅目|双翅目]]に属する[[wikipedia:ja:ショウジョウバエ科|ショウジョウバエ科]]には2000種以上の種が存在するが、このうち一般にショウジョウバエと呼ばれるものはキイロショウジョウバエである。

　[[wikipedia:ja:完全変態|完全変態]]昆虫で、摂氏25度では、胚期（1日）、1齢[[wj:幼虫|幼虫]]期（1日）、2齢幼虫期（1日）、3齢幼虫期（2日）、[[wj:蛹|蛹]]期（5日）を経て約10日で[[wj:成虫|成虫]]になる。体長が小さく（成虫で3mm）、飼育が容易で、世代期間が短いことから、遺伝学的解析に適している。また、遺伝的組換えを抑制する[[wikipedia:ja:バランサー染色体|バランサー染色体]]を用いて[[wj:突然変異体|突然変異体]]を安定に継代維持することができるのも大きな利点である{{要出典|date=2016年5月}}。神経細胞の数は幼虫で約1万、成虫で10万程度{{要出典|date=2016年5月}}。

== よく用いられる遺伝学的手法 ==
　遺伝子機能を解析する際には、遺伝子機能を欠失させたときにどのような影響（[[wj:表現型|表現型]]）がでるのか、逆に遺伝子を本来発現していない時間や場所（組織や細胞）に強制的に発現させたときにどのような影響がでるのかを調べるのが一般的である。以下に、ショウジョウバエにおいてこれらの解析がどのように達成されているのかを歴史的背景も含め概説する。また、クローン解析と呼ばれる特定の組織や細胞のみに変異を誘導する手法についても解説する。

=== 機能欠失型変異 ===
　古典的には、[[突然変異体]]の解析により遺伝子機能の解析が行われた。[[wikipedia:ja:クリスティアーネ・ニュスライン＝フォルハルト|Nusslein-Volhard]]と[[wikipedia:ja:エリック・ヴィーシャウス|Wieschaus]]が行った胚発生に関わる遺伝子の系統的解析{{要出典|date=2016年5月}}に代表されるように、X線や化学物質を用いて人工的に変異を誘導し、大量の変異体のなかから着目する表現型を示すものを探す[[順遺伝学的手法]]（forward genetics）は[[動物]]発生や行動の解析において大きな威力を発揮した（section3に具体例を紹介）。

　1976年には[[トランスポゾン]][[P因子]]が発見され{{要出典|date=2016年5月}}、個体への遺伝子導入が可能になるとともに、突然変異の原因遺伝子のクローニングが一挙に進んだ。さらに2000年頃に完了した[[wikipedia:ja:ゲノム|ゲノム]]解読後、P因子挿入部位のマッピングが進み、現在では60%以上の遺伝子についてデータベースを[[検索]]するだけでP因子挿入の変異体を得ることができる。さらに再転移法を用いて近傍のP因子から欠失変異体を得ることができるので、P因子を頼りに大多数の遺伝子の機能欠失体を得ることが可能となっている。

　さらに、[[RNAi]]による遺伝子機能[[ノックダウン]]を可能にする系統（UAS-RNAi）もほとんどすべての遺伝子について利用可能である。RNAiの場合、遺伝子機能を完全には阻害することができないという問題がある一方で、下記の[[Gal4-UASシステム]]と組み合わせることで、特定の細胞においてのみ遺伝子機能を阻害できるという利点がある。一方、[[マウス]]で用いられる[[相同組み替え]]のように特定の遺伝子を狙って欠失変異体を作成する手法は長年存在せず、遺伝学モデルとしての弱点のひとつであったが、組換え酵素[[FLP]]を利用して相同組換えを誘導する系が最近開発された。さらにごく最近では[[ゲノム編集]]を用いることで、より効率的に変異体を作成することが可能となっている。

=== 機能獲得型変異 ===
　当初は発現制御領域（エンハンサーやプロモーター）の下流に解析したい遺伝子をつないだコンストラクトを、[[P因子転換法]]を用いて個体に導入することで[[強制発現]]を誘導していたが、現在ではGal4-UASシステムを用いるのが一般的である。[[Gal4]]は[[wikipedia:ja:酵母|酵母]]由来の[[転写因子]]で、[[UAS配列]]に結合し下流の遺伝子の発現を活性化させる。このシステムの最大の特徴は、「発現場所」を決めるGal4系統と、「何を発現するか」を決めるUAS系統を独立に作成し、これらを交配した子孫において表現型を解析することにある。これにより致死性の変異の解析を可能にするとともに、多様な組み合わせでの強制発現が効率良く行えるようになった。発現制御領域に結合したコンストラクトや[[エンハンサー・トラップ法]]を用いることで、様々な組織や細胞で特異的にGal4を発現する系統が多数作成されており、ストックセンター等から入手可能である。

　同様に多くの遺伝子の上流にUASをもつ系統が作成されストックセンターから入手可能である。また[[緑色蛍光タンパク質]][[GFP]]、[[カルシウムインジケーター]][[GCaMP]]、[[光感受性チャネル]][[Channelrhodopsin2]]など様々な分子ツールを発現するためのUAS系統についても共通の財産として研究者間で共有されている。また、[[LexAシステム]]など他の発現系を併用することで、複数の遺伝子やレポーターを独立に別の細胞群において発現させることも可能である。

=== クローン解析（モザイク解析） ===
　一部の細胞もしくは[[細胞系譜]]のみに変異をもたらすことにより、致死性の変異の表現型を調べたり、特異的な遺伝子機能を解析したりすることができる。例えば、個体全体を変異体にした場合に脳が形成されないような場合でも、特定の神経細胞のみに変異をもたらすことで遺伝子の細胞自律的な機能を調べることができる。個体内で細胞ごとに遺伝型が異なりモザイク的になるので、モザイク解析とも呼ばれる。クローン解析の歴史は古く発生学の研究に大きな貢献をした。

　以前はX線などを用いたが、現在では組換え酵素FLPとその標的配列（[[FRT]]）を利用して体細胞組換えを誘発することでクローンを作成するのが一般的である。さらに[[MARCM法]]と呼ばれる手法は、変異体クローンのみにおいてGFP等のマーカーを発現させることにより、その細胞形態を可視化することを可能にする。クローン解析は、変異体の解析のみならず、神経細胞の形態（特に[[軸索]]や樹状突起の配線パターン）を解析するのにも有効である。最近では、[[Brainbow法]]と組み合わせることで、多数のクローンを異なった色で可視化する手法も開発されている。

== 神経科学における代表的研究 ==
=== 神経発生学 ===
　胸[[体節]]が重複する[[bithorax変異]]に代表されるホメオティック変異体の解析は、[[ホメオボックス転写因子]]群による体（および[[脳神経]]系）の[[前後軸]]決定機構の解明につながった。また胚発生における変異の網羅的解析は、[[WNT|Wnt]]（[[Wingless]]）、[[TGF-β]]（[[Dpp]]）、[[hedgehog]]などの同定につながった（以上の功績により[[wikipedia:ja:エドワード・ルイス|E.B. Lewis]]、C. Nusslein-VolhardとE. Wieschausが1995年[[wikipedia:ja:ノーベル賞|ノーベル賞]]受賞）。この他、[[Notch]]-[[Delta]]系、[[achaete-scute complex]]に代表される[[bHLH転写因子]]群等神経発生に関わる多くの重要遺伝子がショウジョウバエにおいて発見された。後に、これら遺伝子のホモログの同定・解析が[[脊椎動物]]の神経発生の研究にも革新をもたらした。

=== 神経行動学 ===
　[[wj:シーモア・ベンザー|S. Benzer]]が開拓した行動遺伝学は多数の変異体のなかから特定の行動に異常をもたらすものを単離することで、遺伝子の機能と動物行動との因果を明らかにした。有名な例として、[[概日周期]]の制御に関わる[[period]]遺伝子、[[記憶]]・[[学習]]に関わる[[dunce]]遺伝子があげられる。また、[[fruitless]]など[[求愛行動]]に関わる変異の研究は脳の性差の理解につながった。

=== 機能生理学 ===
　Benzerらの行動スクリーニングはまた[[イオンチャネル]]などの生理機能分子の同定にもつながった。例えば、[[Shaker]]変異は最初の[[カリウムチャネル]]のクローニングにつながった。同様に[[TRPチャネル]]もショウジョウバエでの研究から発見されたものである。

== 最近の研究動向 ==
　米国の[[wikipedia:Janelia Research Campus|Janelia研究所]]を中心に単一の神経細胞種において特異的に発現を誘導するGal4系統が拡充されており、大量のGal4系統を用いた解剖学的脳マッピングが進行している。また[[オプトジェネティクス]]を用い、特定の神経細胞の活動を促進もしくは阻害したときの動物行動や回路の挙動への影響を調べる研究も盛んに行われている。成虫の脳部位や幼虫の全[[中枢神経系]]において、[[コネクトミクス]]解析（連続[[切片]]電子顕微鏡画像三次元再構築）による回路構造決定のプロジェクトも進行している。[[カルシウムイメージング]]や[[パッチクランプ法]]を用いて神経活動を測定する研究も急増している。

　以上のような革新的技術を組み合わせて、感覚情報処理、記憶学習や行動制御の仕組みを回路レベルで理解しようとするシステム神経科学が急ピッチで展開している。また、[[アルツハイマー病]]や[[パーキンソン病]]などの[[モデル動物]]が作成されるなど、[[精神神経疾患]]のハイスループットモデル系としても活用されている。

== 外部リンク ==
*[http://flybase.org Flybase]
　遺伝子データベース。アノテーション、系統ストック、発現パターン、参考文献等、各遺伝子に関するすべての情報が集約されたデータベース。 
　アトラスや脳マッピング、ストックセンター、啓蒙等の外部サイトへのリンクもあるので、ここを出発点にショウジョウバエに関するすべての情報にアクセスできる。

*[http://www.sdbonline.org/sites/fly/aimain/1aahome.htm The Interactive Fly]
　啓蒙・解説サイト。重要遺伝子の機能、発生や解剖アトラスについての分かりやすい解説がある。

*[https://www.janelia.org/project-team/flylight FlyLight]
　Janelia研究所で作成されたGal4系統のコレクションを用いた神経細胞のマッピング、解剖アトラス。

== 参考文献 ==
<REFERENCES />
:2. 神経科学研究において用いられる遺伝学的手法について<pubmed>22017985</pubmed>

:3. 神経科学における代表的研究について <pubmed>20383202</pubmed>

:4. オプトジェネティクスなどの新技術を用いた行動解析について <pubmed> 22285110 </pubmed>

トーク:瞬目反射条件づけ

2016-01-02T05:17:00Z

Tsuyoshimiyakawa: ページの作成:「 1. 「マウスからヒトにいたるまで多種の実験動物を利用してその学習メカニズムが研究され、脊椎動物の記憶・学...」

1. 「[[マウス]]から[[ヒト]]にいたるまで多種の実験[[動物]]を利用してその学習メカニズムが研究され、[[脊椎動物]]の記憶・学習系の中で、その責任神経回路がもっとも詳らかにされた行動パラダイムの一つである。」 
ヒトは実験動物というと語弊があるのでは。
「学習メカニズム」->単に「メカニズム」で良いのでは。

2. 「無条件反応」という言葉と、「条件反射」という言葉が記載されていますが、反応も反射もresponseの訳なので、反射か反応のどちらかに統一したほうがよいのではないでしょうか。 

3. 「CSとしてメトロノームの音を、USとして肉を提示すると、この対刺激によって」->「CSとしてメトロノームの音を、USとして肉を用い、これらの対刺激を繰り返し提示することによって」

4. 「USに先行してCSのみで」->「USに先行するCSのみで」の意でしょうか？

5. 「 唾液の[[分泌]]を出すようになる」->「分泌が生じるようになる」
「分泌」という言葉自体に「出す」という意味が含まれていますので。

6. 「 もっとも初期の瞬目反射条件づけの現象についての報告は」->「瞬目反射条件づけの現象についての最も初期の報告は」

7. 「 遡れる」->「遡ることができる」

8. 「ちなみに、」->不要では。 

9. 「 Isidore Gormezanoによりウサギに対してこの[[連合学習]]が導入されて以降は」
[[小脳]]依存性の運動、[[海馬]]依存性の連合学習という表現がアブストラクトにありますが、これは後者のことを意味しているのでしょうか？そうでなければ、表現はかえたほうが良いように思います。
また、何に「導入され」たのか、「導入」という言葉を使うのであれば明記したほうがよいのではないでしょうか。

10. 「 方法論が[[ノックアウトマウス]]にそのまま適応され」->「方法論がノックアウトマウスにそのまま適用され」

11. 「 特に、小脳の[[シナプス]]可塑性である[[長期抑圧]]（Long-term depression; [[LTD]]）（後述）と瞬目反射条件づけ遅延課題との関係性が集中的に調べられることになる[7]」
集中的に調べられることになると言っているので、[7]の最初の論文だけでなく、他の同様な論文も2〜3、引用しておいたほうがよいのではないでしょうか。総説を引用する、ということでも良いかもしれませんが。

12. 「 こうした行動遺伝学的研究によって、代謝活性型[[グルタミン酸受容体]]1型（mGluR1）、PKCγ、GluRδ2、内在性[[カンナビノイド受容体]]CB1Rなど多くの分子が小脳LTDと瞬目反射条件づけ遅延課題の双方に必要であることが明らかとなり、」
これについても、それぞれ文献引用をお願いします。これを引用すれば、上記ポイントについては引用は不要かもしれません。

13.  「その学習メカニズムが研究されてきたことも本学習の特徴的な点である」
上の1のポイントと同様。

14. 「 ほぼ同一の課題で学習能力を測定できる数少ない学習系」->「ほぼ同一の課題で学習能力を測定できる数少ない学習系の一つ」

15. 「 [[水迷路]]試験」については、本辞典の「[[迷路]]」のところに[[モリス水迷路]]についての記述があるので、そこにリンクをはっていただければと思います。

16. 「さらに、まばたき反射は仮に筋萎縮や麻痺といった四肢の障害がある場合でも、その出力が比較的最後まで保存されることから、例えば運動失調を持つ[[モデル動物]]でも認知機能を評価しやすいと考えられる。」 
-> 「さらに、仮に筋萎縮や麻痺といった四肢の障害がある場合でも（例えば運動失調を持つモデル動物でも）、まばたき反射はその出力が比較的最後まで保存されることから、認知機能を評価しやすいと考えられる。」

17. 「後述する遅延課題の場合、」 
既にこの前に遅延課題が言及されています。そこで詳細は「後述」する旨を述べるか、単に「後述する」を削除するか、どちらかがよいのではないでしょうか。

18. 「後述する遅延課題の場合、その学習の[[記憶痕跡]]の場が、主に小脳にあることから、とりわけ神経科学の分野で小脳依存性学習もしくは運動学習としてよく分類・記述される。小脳が記憶形成の場であるとの論拠は、主に実験動物の脳損傷実験と小脳疾患患者の臨床例よりもたらされた[16][15]。また多くのニューラルネットワークモデルによっても瞬目反射条件づけの小脳理論が構築され、行動実験の結果との擦り合わせが図られている。」 
このパラグラフについてですが、既に遅延課題->小脳、痕跡課題->海馬の関係が記述されています。そこのパラグラフに組み込んでしまってはいかがでしょうか。

19. 「 学習の記憶痕跡」->単に「記憶痕跡」とするか、「学習・[[記憶の痕跡]]」とするのがよいのでは。

20. 「一方、[[ラット]]やマウスに対しては、上瞼の裏側に4本の電極を埋め込み、そのうち2本を眼輪筋筋電図の取得、残る2本をUSとしての電気刺激に用いる方法論が適用される」 
->
「一方、ラットやマウスに対しては、上瞼の裏側に4本の電極を埋め込み、そのうち2本を眼輪筋筋電図の取得、残る2本をUSとしての電気刺激に用いる方法論が適用されることが多い」
または、
「一方、ラットやマウスに対しては、通常、上瞼の裏側に4本の電極を埋め込み、そのうち2本を眼輪筋筋電図の取得、残る2本をUSとしての電気刺激に用いる方法論が適用される」
では？

21. 「学習は有効的に成立する。」->「学習が成立しやすい。」 
「有効的に成立する」という表現はあまり聞かないように思いますので。

22. 一応、「 痕跡間隔」の英訳も記載ください。

23. 「記憶獲得」と「学習獲得」という語がでてきますが、これは同じ意味で使われていますでしょうか？であれば、どちらかに統一していただいたほうがよいと思います。 

24. 「 非常に簡略した模式図を図4に示した。」
「簡略化した模式図を図4に示した。」
「非常に」は不要では。また「簡略した」は「簡略化した」のほうが普通かと思います。

25. 「 小脳LTDは、運動記憶の形成そのものよりも、学習の表出のタイミングを担っているとする論調も目立つようになってきたが、」
文献の引用をお願いします。

26. Optogeneticsの手法を用いた研究がこの種のモデルを考えるには重要かと思います。例えば、 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3913874/ 。引用するのが良いのではないでしょうか。

27. 「 むしろ小脳皮質が遅延課題の記憶形成に必須ではないとの文脈で参照されることが多いようである。」
そのような文脈で参照している文献を引用してください。

28. 「 現時点において中位核は瞬目反射条件づけの記憶形成において最も重要な部位と認識されるに至っている。」
このパラグラフで引用されている15, 29, 30の文献はかなり古いですので、そのような認識を示している新しい文献（総説や代表的論文、本など）を引用してください。

29. 「 もしくは、消去試行後直ちにCS-USの対提示を繰り返した場合では、CRは急速に発現し、初回よりも少ない試行回数で元の学習到達率まで回復する。」
これも自発的回復なのではないでしょうか。であるとすれば、前の文との関係を整理しつつ、これも自発的回復であることがわかるような記載にしていただければと思います。

30. 「[[アルツハイマー型認知症]]患者では痕跡課題は正常な学習を示すのに対し、遅延課題では顕著な[[学習障害]]が見られた[32]。」 
32番の文献では、痕跡課題でも有意な障害がみられたとアブストラクトにあります。ご確認ください。

31. 最近の研究では、統合失調症患者では障害されているという報告が多いようです。 http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fpsyt.2014.00160/full
アップデートをお願いします。展望のところでも疾患モデルとしての重要性を強調されていますので、他の疾患も最新の情報をご確認いただき、また、それぞれできれば複数の文献の引用をお願いできれば、と思います。

32. 図4ですが、「瞬目反射条件づけの神経回路とLTD仮説」の中にでてくる脳部位については、できるだけ図中に含めていただけないでしょうか（and/or 文章中で必須ではない脳部位の記述を減らす）。私はこの分野では素人ですが、文章と図を見比べながら読む際に、文章に出てきた脳部位を図中で探してしまうこともあり、理解がかなり困難でした。 

33. 図4の「小脳LTDは、平行繊維と[[プルキンエ細胞]]間において神経伝達物質の伝達効率が減少する現象である。」ですが、「神経伝達物質の伝達効率が減少」と言い切ってよいものなのでしょうか。この表現ですと、ポストでの変化の意となるかと思います。プレにおいて神経伝達物質の放出が低下する可能性もあるのではないでしょうか。 
いずれにしましても、文献の引用をお願いします。

34. 23の論文が小脳LTD仮説を否定するようなものであるようですが、これは2011年と4年前で少し古いようです。その後、小脳LTD仮説についての最新の論調はどのようなものでしょうか。可能であれば、アップデートしていただけますと有り難いです。 

トーク:モデル動物

2016-01-01T02:36:47Z

Tsuyoshimiyakawa:

1. 各モデル生物について、最低、1つか２つ、できれば3〜4つくらい、代表的な論文・総説などを引用していただいたほうがよいように思います。

2. [[精神神経疾患]]のモデル[[動物]]として、具体的にどのようなものがあるかについて、記載していただければと思います（ハエ、[[ゼブラフィッシュ]]、[[マウス]]くらいでよいかと思います）。特にマウスでは、神経疾患のみならず[[精神疾患]]におきましても良いモデルが多数でていますので、代表的なものの紹介をお願いいたします。

3. 各モデル生物の利点・欠点についてもう少し詳細に記述をしていただけますと有難いです。別途、関連のパワーポイントファイル（私が授業用に作成したもの）をお送りいたしますので、そこに入っているポイントで記載されていないものについて、足していただけますと良いように思います。

4. 研究にかかるコスト（費用、スペース）についても現状の分かる範囲で結構ですので、記載いただけますでしょうか。例えば、[[マーモセット]]は一匹30万円程度もして、スペースも相当広いものを必要とするのに対し、[[線虫]]やマウスではそれほどでもない、という様な情報は、重要かと思います。

5. 動物実験の3Rについては、国際的にコンセンサスが得られておりかつ日本の法律にもなっているものですので、もう少し詳細な説明をいただけますでしょうか。例えば、「発生的に下位の動物種」という部分がおそらく若干わかりにくいので、具体例でご説明いただけますでしょうか。例えば、[[霊長類]]のような高等な動物については、代替が可能であれば、マウスやハエなどでできるだけ代替することが必要とされていますが、これだけの表現ですとわかりにくいかと思います。

6. CRISPR/Cas9がマウスのところで記載されていますが、現在では、[[マカクザル]]を始め、ここに記載されている多くの種類の動物で遺伝子改変が成功しています。その点（特に[[サル]]で成功していること）につきましても、文献を引用しつつ言及していただけますと有難いです。

7. マカクザルを用いた高次脳機能研究は、日本で伝統的に強みがありますので、日本発の代表的・古典的なものについて少しご紹介いただけますでしょうか。

8. [[ヤリイカ]]は、最近でもまだアクティブに研究に使われているのでしょうか（勉強不足ですみません）。もしそうでもなければ、「非常に有用」は表現を改訂したほうがよろしいかと思います。

9. 遺伝的背景をコントロールすることの重要性が記載されていますが、これはかなり重要ですので、もう少しだけ詳細にご説明いただけますでしょうか。各動物種の説明のところでも、これが可能かどうかについて、記していただいたほうが良いように思います。

10. 具体的な数値などが記されている部分につきましては、出典を必ず引用していただければと思います。

以上、よろしくお願いいたします。

——
2回めの査読

遅くなりまして、申し訳ありません。指摘させていただいたポイントについてほぼ対応していただき有難うございます。以下、マイナーな点ばかりですが、よろしくご検討ください。

1. 「同じ遺伝子組成をもつ」という表現ですが、「ほぼ同じゲノム配列をもつ」くらいのほうが良いのでは？最近は、non-coding領域の重要性もどんどん明らかになってきていますので。

2. 「...ヒト特異的疾患を対象とした場合、マウスなどではその生理・代謝機能が必ずしも[[ヒト]]を忠実に反映していない部分もあり…」
この部分ですが、2点あります。脳関連で、「ヒト特異的疾患」としてはっきりしているものは、なかなかないのではないかという気がいたします。ほとんどのものについては、ヒトとモデル動物で、1部分のみオーバラップし、他の部分はオーバラップしない、ということになっており、それぞれの疾患で、その程度が異なる、ということかと思います。「ヒト特異的疾患」という言葉は使わないほうがベターではないでしょうか。
同様意味で、「マウスなどではその生理・代謝機能が必ずしもヒトを忠実に反映していない部分もあり」ということは、「ヒト特異的疾患」のみならず、すべてのモデルに必ずあてはまるはずです。ですので、どのモデルであっても、オーバラップしている部分をモデルとして考え活用するべき、という考え方を記載するのがよいのではないでしょうか。また、ヒトとモデル動物で、異なる部分についても、その原因を調べることにより、重要な示唆が得られる場合もありうる、ということも一言、言及していただくとよいかもしれません（例えば、マウスである遺伝子改変が、ヒトと同様な病態に結びつかない場合の原因を調べることにより、その疾患への抵抗性をもらたすメカニズムについての示唆が得られる可能性がある）。

3. 51の[[DISC1]]マウスの論文は、再現性がほぼ無いので、やめておいたほうがよいかと思います。
われわれが実験を行ったところ再現性がなく http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=shoji+h+disc1 、SfNで発表したところ、「うちでも全く再現性がなく、差がみられなかった」という主旨のコメントが2つの異なる研究室から得られました。

4. [[自閉症]]、[[双極性障害]]、統合失調症の各疾患について、1つではなく2〜3は代表的モデルを記載したほうがよいように思います。これらについては総説もあるので、参考にされるとよいのではないでしょうか。

5. 正式には、「鬱」-> 「うつ」（ひらがな）かと思います。

以上です。

トーク:モデル動物

2016-01-01T02:36:04Z

Tsuyoshimiyakawa:

1. 各モデル生物について、最低、1つか２つ、できれば3〜4つくらい、代表的な論文・総説などを引用していただいたほうがよいように思います。

2. [[精神神経疾患]]のモデル[[動物]]として、具体的にどのようなものがあるかについて、記載していただければと思います（ハエ、[[ゼブラフィッシュ]]、[[マウス]]くらいでよいかと思います）。特にマウスでは、神経疾患のみならず[[精神疾患]]におきましても良いモデルが多数でていますので、代表的なものの紹介をお願いいたします。

3. 各モデル生物の利点・欠点についてもう少し詳細に記述をしていただけますと有難いです。別途、関連のパワーポイントファイル（私が授業用に作成したもの）をお送りいたしますので、そこに入っているポイントで記載されていないものについて、足していただけますと良いように思います。

4. 研究にかかるコスト（費用、スペース）についても現状の分かる範囲で結構ですので、記載いただけますでしょうか。例えば、[[マーモセット]]は一匹30万円程度もして、スペースも相当広いものを必要とするのに対し、[[線虫]]やマウスではそれほどでもない、という様な情報は、重要かと思います。

5. 動物実験の3Rについては、国際的にコンセンサスが得られておりかつ日本の法律にもなっているものですので、もう少し詳細な説明をいただけますでしょうか。例えば、「発生的に下位の動物種」という部分がおそらく若干わかりにくいので、具体例でご説明いただけますでしょうか。例えば、[[霊長類]]のような高等な動物については、代替が可能であれば、マウスやハエなどでできるだけ代替することが必要とされていますが、これだけの表現ですとわかりにくいかと思います。

6. CRISPR/Cas9がマウスのところで記載されていますが、現在では、[[マカクザル]]を始め、ここに記載されている多くの種類の動物で遺伝子改変が成功しています。その点（特に[[サル]]で成功していること）につきましても、文献を引用しつつ言及していただけますと有難いです。

7. マカクザルを用いた高次脳機能研究は、日本で伝統的に強みがありますので、日本発の代表的・古典的なものについて少しご紹介いただけますでしょうか。

8. [[ヤリイカ]]は、最近でもまだアクティブに研究に使われているのでしょうか（勉強不足ですみません）。もしそうでもなければ、「非常に有用」は表現を改訂したほうがよろしいかと思います。

9. 遺伝的背景をコントロールすることの重要性が記載されていますが、これはかなり重要ですので、もう少しだけ詳細にご説明いただけますでしょうか。各動物種の説明のところでも、これが可能かどうかについて、記していただいたほうが良いように思います。

10. 具体的な数値などが記されている部分につきましては、出典を必ず引用していただければと思います。

以上、よろしくお願いいたします。

遅くなりまして、申し訳ありません。指摘させていただいたポイントについてほぼ対応していただき有難うございます。以下、マイナーな点ばかりですが、よろしくご検討ください。

1. 「同じ遺伝子組成をもつ」という表現ですが、「ほぼ同じゲノム配列をもつ」くらいのほうが良いのでは？最近は、non-coding領域の重要性もどんどん明らかになってきていますので。

2. 「...ヒト特異的疾患を対象とした場合、マウスなどではその生理・代謝機能が必ずしも[[ヒト]]を忠実に反映していない部分もあり…」
この部分ですが、2点あります。脳関連で、「ヒト特異的疾患」としてはっきりしているものは、なかなかないのではないかという気がいたします。ほとんどのものについては、ヒトとモデル動物で、1部分のみオーバラップし、他の部分はオーバラップしない、ということになっており、それぞれの疾患で、その程度が異なる、ということかと思います。「ヒト特異的疾患」という言葉は使わないほうがベターではないでしょうか。
同様意味で、「マウスなどではその生理・代謝機能が必ずしもヒトを忠実に反映していない部分もあり」ということは、「ヒト特異的疾患」のみならず、すべてのモデルに必ずあてはまるはずです。ですので、どのモデルであっても、オーバラップしている部分をモデルとして考え活用するべき、という考え方を記載するのがよいのではないでしょうか。また、ヒトとモデル動物で、異なる部分についても、その原因を調べることにより、重要な示唆が得られる場合もありうる、ということも一言、言及していただくとよいかもしれません（例えば、マウスである遺伝子改変が、ヒトと同様な病態に結びつかない場合の原因を調べることにより、その疾患への抵抗性をもらたすメカニズムについての示唆が得られる可能性がある）。

3. 51の[[DISC1]]マウスの論文は、再現性がほぼ無いので、やめておいたほうがよいかと思います。
われわれが実験を行ったところ再現性がなく http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=shoji+h+disc1 、SfNで発表したところ、「うちでも全く再現性がなく、差がみられなかった」という主旨のコメントが2つの異なる研究室から得られました。

4. [[自閉症]]、[[双極性障害]]、統合失調症の各疾患について、1つではなく2〜3は代表的モデルを記載したほうがよいように思います。これらについては総説もあるので、参考にされるとよいのではないでしょうか。

5. 正式には、「鬱」-> 「うつ」（ひらがな）かと思います。

以上です。

トーク:モデル動物

2015-09-02T03:52:43Z

Tsuyoshimiyakawa:

トーク:モデル動物

2015-09-02T03:47:44Z

Tsuyoshimiyakawa:

トーク:モデル動物

2015-09-02T03:41:38Z

Tsuyoshimiyakawa:

トーク:モデル動物

2015-09-02T03:40:13Z

Tsuyoshimiyakawa: ページの作成:「1. 各モデル生物について、最低、1つか２つ、できれば3〜4つくらい、代表的な論文・総説などを引用していただいたほうがよ...」