線虫温度走性神経回路の基盤となるシグナル伝達機構の解析

• Project/Area Number: 12053229
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 森 郁恵 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90219999)
• Project Period (FY): 2000 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥54,500,000 (Direct Cost: ¥54,500,000); Fiscal Year 2004: ¥10,500,000 (Direct Cost: ¥10,500,000); Fiscal Year 2003: ¥10,800,000 (Direct Cost: ¥10,800,000); Fiscal Year 2002: ¥11,000,000 (Direct Cost: ¥11,000,000); Fiscal Year 2001: ¥11,400,000 (Direct Cost: ¥11,400,000); Fiscal Year 2000: ¥10,800,000 (Direct Cost: ¥10,800,000)
• Keywords: 感覚受容 / 神経回路 / 学習と記憶 / 温度走性 / C.エレガンス / 記憶と学習 / C.elegans / 線虫 / 行動 / 刺激受容機構 / 神経伝達 / 分子遺伝学

Research Abstract

EAT-16/RGS(Regulator of G protein Signaling)の機能欠失型突然変異体は、温度勾配上で飼育温度に関わらず低温に移動する好冷性温度走性異常を示す。本研究者らは、eat-16変異体のAWC感覚細胞でEAT-16を発現すると、この好冷性異常が回復することを明らかにしていた。AWCは、嗅覚を担うニューロンとして解析が進められてきた感覚細胞である。Mori and Ohshima(1995)は、温度走性神経回路モデルおいて第2の未同定温度感覚細胞(X)の存在を提唱していた。線虫C.elegansにおける主要な温度受容感覚細胞であるAFDを殺傷された野生型個体は、温度勾配上で温度を感じられないように移動する温度無走性異常と好冷性異常を示し、温度に対する応答が完全に消失していなかった(Mori and Ohshima,1995)。そこで、本研究では、野生型個体のAFDとAWC感覚神経細胞の両方を殺傷したところ、例外無く温度無走性異常を示した。従って、未同定の2次的な温度受容神経細胞の正体はAWCであり、AWC感覚細胞は、嗅覚と温度受容の両方を担う神経細胞であることが明らかになった。また、AWCの温度受容機構において、EAT-16/RGSが負に制御しているのは、ODR-3Gαであり、その下流には、ODR-1Guanylyl Cyclase、TAX-4環状ヌクレオチド依存性チャンネルが関与していることが遺伝学的に示唆された。
また、本研究では、新たに温度走性に関与する遺伝子を2つクローニングした。さらに、飢餓を体験させても、温度走性が逆転しないaho変異体において異常になっているaho遺伝子を2つクローニングした。

Research Products

• [Journal Article] Genetic Control of Temperature Preference in the Nematode Caenorhabditis elegans (2005)
  • Author(s): Mohri, Kodama, Kimura et al.
  • Journal Title: Genetics (印刷中)
• [Journal Article] Maintenance of neuronal positions in organized ganglia by SAX-7, a Caenorhabditis elegans homologue of L1 (2005)
  • Author(s): Sasakura, Inada, Kuhara et al.
  • Journal Title: The EMBO Journal (印刷中)
• [Journal Article] Slow Ca^<2+> dynamics in pharyngeal muscles in Caenorhabditis elegans during fast pumping (2004)
  • Author(s): Shimozono, Fukano, Kimura, Mori, Kirino, Miyawaki
  • Journal Title: EMBO reports 5 Pages: 521-526
• [Journal Article] A C.elegans thermosensory neuron responds to warming (2004)
  • Author(s): Kimura, Miyawaki, Matsumoto, Mori
  • Journal Title: Current Biology 14 Pages: 1291-1295
• [Book] 線虫ラボマニュアル (分担:レーザーによる細胞破壊) (2003)
  • Author(s): 森 郁恵
  • Total Pages: 224
  • Publisher: シュプリンガー・フェアラーク 東京
• [Publications] 毛利亮子, 森郁恵: "線虫の快と不快:感覚シグナルの受容、統合、学習・記憶の研究から見えること"脳の科学. 25-3. 209-215 (2003)
• [Publications] 久原篤, 森郁恵: "感覚刺激の受容とそれに対する応答"線虫 究極のモデル生物. 101-109 (2003)
• [Publications] 森郁恵: "レーザーによる細胞破壊"線虫 ラボマニュアル. 49-64 (2003)
• [Publications] 奥村将年, 大河内善史, 森郁恵: "線虫学習行動の分子遺伝学:温度走性機構"蛋白質核酸酵素 PNE. Vol.49(印刷中). (2004)
• [Publications] Satoshi Shimozon, Ikue Mori: "Slow Ca^<2+> dynamics in pharyngeal muscles in Caenorhabditis elegans during fast pumping"EMBO reports. 1-6 (2004)
• [Publications] Ishihara T., Mori I.他5名: "HEN-1, a Secretory Protein with an LDL Receptor Motif, Regulates Sensory Integration and Learning in Caenorhabditis elegans"Cell. 109. 639-649 (2002)
• [Publications] 森 郁恵: "線虫の感覚の分子生物学"細胞工学. 21-12. 1448-1452 (2002)
• [Publications] 毛利亮子, 森郁恵: "線虫の快と不快:感覚シグナルの受容,統合,学習・記憶の研究からみえること"脳の科学. 25-3(印刷中). (2003)
• [Publications] Gomez, M., Mori, I 他7名: "Ca^<2+> signaling via the neuronal calcium sensor-1 regulates associative learning and memory in C.elegans"Neuron. 30. 241-248 (2001)
• [Publications] Satterlee, J.S., Mori, I 他4名: "Specification of thermosensory neuron fate in C.elegans requires 11x-l, a Homolog of otd/Otx,"Neuron. 31. 943-956 (2001)
• [Publications] Mori, I: "Olfaction"Encyclopedia of Genetics. 1368-1370 (2001)
• [Publications] Kuhara, A., Mori, I 他2名: "Negative regulation and gain control of sensory neurons by the C.elegans calcineurin TAX-6"Neuron. 33(in press). (2002)
• [Publications] 木村幸太郎, 森 郁恵: "生命の不思議全部見せます-線虫C.elegans"細胞工学. 21. 37-43 (2002)
• [Publications] 木村幸太郎,森郁恵: "線虫C.elegans"GFPとバイオイメージング(実験医学 別冊). 12 (2000)
• [Publications] 森郁恵: "ポストゲノムの神経科学:線虫の研究から"脳の科学(星和書店). 1.vol.23. 5 (2001)