行動スクリーニング系の開発

• Project/Area Number: 18650100
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Neurochemistry/Neuropharmacology
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 飯野 雄一 The University of Tokyo, 大学院・理学系研究科, 教授 (40192471)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 國友 博文 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教 (20302812)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2008: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2007: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2006: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
• Keywords: 線虫 / 行動アッセイ / 化学走性 / カルシンテニン / 神経回路 / MIP-T1 / Traf3ip1 / アルツハイマー病 / 化学走性行動 / 行動変異体 / 行動スクリーニング / RNAi / 学習

Research Abstract

1)前年度までに確立した化学物質を格子状にスポットする系を用いて、化学走性に必須な神経回路を同定する作業を行った。各神経のレーザー破壊の結果、ASE感覚神経およびAIZ介在神経がNaCIへの走性に必要であるが、AIA,AIY,AIB,RIA介在神経は必須ではないことがわかった(論文1)。
2)当研究室で感覚神経に特異的に発現することのわかった哺乳類MIP-TI(TRAF3-interacting protein1)ホモログが、線虫のDYF-11と同一であることが明らかになった。DYFはdye-fillingの略であり、感覚神経の繊毛が壊れていることを示唆するものであった。この遺伝子を破壊したところ塩や匂いなど、さまざまな化学物質への走性が低下した。繊毛の異常はBardet-Biedl病やネフロン癆などの疾病に至る。解析の結果、DYF-11は繊毛内輸送、ひいては繊毛の維持に必須であることがわかった(論文2)。
3)NaCIへの化学走性の可塑性に異常のある変異体のスクリーニングで得られた変異体のひとつを解析したところ、その原因遺伝子casy-1が哺乳類のカルシンテニンのホモログであることがわかった。カルシンテニンはアルツハイマー病の主要な原因遺伝子であるアミロイド前駆蛋白質(APP)と三者複合体を形成する膜貫通蛋白質である。CASY-1蛋白質もAPPと同様プロセシングを受け、化学走性の可塑性に必要なのは細胞外ドメインの一部分であることがわかった(論文3)。
このように、行動スクリーニング系を用いて、化学走性の神経回路の決定と、化学走性やその可塑性に必須な遺伝子の同定がなされ、有効な系の開発に成功したといえるが、行動のコンピュータによる定量化と変異体解析とをリンクすることには未だ到らず、平成21年度以降に実施の予定としている。

Research Products

• [Journal Article] Parallel use of two behavioral mechanisms for chemotaxis in Caenorhabditis elegans (2009)
  • Author(s): Iino, Y., Yoshida K
  • Journal Title: Journal of Neuroscience 29(印刷中 掲載確定)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Caenorhabditis elegans DYF11,an orthologue of mammalian Traf3ip1/MIP-T3, is required for sensory cilia formation (2008)
  • Author(s): Kunitomo, H., Iino, Y.
  • Journal Title: Genes to Cells 13 Pages: 13-25
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] CASY-1, an ortholog of calsyntenins/alcadeins, is essential for learning in Caenorhabditis elegans (2008)
  • Author(s): Ikeda, D. D., Duan, Y., Matsuki, M, Kunitomo, H., Hutter, H., Hedgecock, E. M, Iino, Y.
  • Journal Title: Proc. Natl, Acad. Sci. USA 105 Pages: 5260-5265
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular characterization of a novel RhoGAP, RRC-1 of the nematode Caenorhabditis elegans (2007)
  • Author(s): Delawary, M., Nakazawa, T., Tezuka, T., Sawa, M., Iino, Y., Takenawa, T., Yamamoto, T.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun 357 Pages: 377-82
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ASB-1, a germline-specific isoform of mitochondrial ATP synthase b subunit, is required to maintain the rate of germline development in Caenorhabditis elegans (2007)
  • Author(s): Kawasaki, I.
  • Journal Title: Mechanisms of Develeopment 124 Pages: 237-251
• [Journal Article] The adaptor-like protein ROG-1 is required for activation of the Ras-MAP kinase pathway and meiotic cell cycle progression in Caenorhabditis elegans (2007)
  • Author(s): Matsubara, Y.
  • Journal Title: Genes Cells 12 Pages: 407-420
• [Journal Article] Go α regulates olfactory adaptation by antagonizing Gq α -DAG signaling in Caenorhabditis elegans (2006)
  • Author(s): Matsuki, M.
  • Journal Title: Proceedings of the Natural Academy of Science, U S A 103 Pages: 1112-1117
• [Journal Article] The insulin/PI 3-kinase pathway regulates salt chemotaxis learning in Caenorhabditis elegans (2006)
  • Author(s): Tomioka, M.
  • Journal Title: Neuron 51 Pages: 613-625
• [Journal Article] Insulin-like signaling and the neural circuit for integrative behavior in C, elegans (2006)
  • Author(s): Kodama, E.
  • Journal Title: Genes and Development 20 Pages: 2955-2960
• [Presentation] Molecular and cellular mechanisms of salt chemotaxis learning in C. elegans (2009)
  • Author(s): 飯野雄一
  • Organizer: Janelia Farm Research Conference
  • Place of Presentation: ワシントン
  • Year and Date: 2009-03-10
• [Presentation] 線虫の化学走性行動の2つの戦略 (2007)
  • Author(s): 飯野雄一
  • Organizer: 第30回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2007-09-12
• [Remarks]
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/mgrl/IINO_lab/