視覚情報を行動につなぐ未知の神経細胞を発見 -細胞の「働き」と「個性」を結びつける新技術を開発-

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2026-04-17 理化学研究所

理化学研究所と国立遺伝学研究所の研究チームは、視覚情報を行動へ変換する新たな神経細胞と、その解析技術「CaMPARI-seq」を開発し、Nature Communicationsに発表した。本技術は神経活動履歴と遺伝子発現を同時に解析でき、機能と分子特性の対応付けを可能にする。ゼブラフィッシュを用いた実験で、動く視覚刺激(オプティックフロー)に応答する前視蓋ニューロンを特定し、特にnkx1.2lb陽性細胞が遊泳行動に必須であることを解明した。さらに複数の神経サブタイプが機能的・解剖学的に異なることも示された。本成果は視覚情報処理と行動生成の神経基盤の理解を進めるとともに、神経回路研究の新たな基盤技術として幅広い応用が期待される。

視覚情報を行動につなぐ未知の神経細胞を発見 -細胞の「働き」と「個性」を結びつける新技術を開発-
本研究の概要

<関連情報>

CaMPARI-seqを用いた分子レベルおよび機能レベルの解析により、視覚フロー依存性行動を分離するための神経組織が明らかになった Molecular and functional dissection using CaMPARI-seq reveals the neuronal organization for dissociating optic flow-dependent behaviors

Koji Matsuda,Chung-Han Wang,Hisaya Kakinuma,Atsushi Toyoda,Tomoya Shiraki,Koichi Kawakami & Fumi Kubo
Nature Communications  Published:17 April 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-026-71371-6

Abstract

Optic flow processing is critical for the visual control of body and eye movements in many animals. Rotational and translational binocular optic flow patterns need to be clearly distinguished to induce different behavior outputs. However, the specific neuron types and their connectivity involved in this computation remain unclear. Here, we developed a method to link the functional labeling using a photoconvertible calcium indicator called CaMPARI2 and single-cell RNA sequencing (CaMPARI-seq) to investigate the transcriptional profile of the pretectum, a center for processing optic flow in larval zebrafish. Using this technique, we identified a pretectal cluster expressing tcf7l2, which can be further classified into molecularly distinct subclusters. In vivo calcium imaging and cell ablation revealed that nkx1.2lb-positive pretectal neurons are commissural inhibitory neurons required for the optomotor response but not for the optokinetic response. Our genetic and functional dissection using CaMPARI-seq uncovered the neuronal organization essential for dissociating different optic flow-dependent behaviors.

細胞遺伝子工学
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