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線虫の神経回路の光操作から探る感覚と記憶に関わる神経の暗号

Publicly Offered Research

Project AreaSystems molecular ethology to understand the operating principle of the nervous system
Project/Area Number 23115707
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionKonan University

Principal Investigator

久原 篤  甲南大学, 理工学部, 准教授 (00402412)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
Fiscal Year 2012: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2011: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywords線虫 / 神経回路 / シナプス / 光技術 / C. elegans / 温度応答 / 光駆動性チャネル / カルシウムイメージング / 神経伝達
Outline of Annual Research Achievements

感覚から記憶学習、そして行動にいたるまでの神経回路システムの解析を行なうための実験モデルとして、線虫C. elegansの温度走性行動をもちいている。昨年度までに、光応答性チャネルと分子遺伝学を組み合わせた解析から、感覚ニューロンと介在ニューロン間の新たな情報伝達の生理的暗号が見つかってきた(Kuhara et al., Nature commun, 2011)。本年度は、そのシナプス伝達におけるグルタミン酸情報伝達に関わる分子機構の解析を光技術を使って進めた。また、これまでに、光応答性チャネルをもちいて行動と神経活動の人工操作を行なってきたが、新たに温度記憶時の神経回路を操作して、記憶の生理学的特性をとらえるための解析装置を作成したため、初期段階の予備実験と共に報告する。
線虫の温度走性は、学習の側面からも解析されている。温度と餌条件の関連付け学習に関わる新規の変異体を解析し、その責任遺伝子を同定したところ、ヒトから線虫まで高度に保存されているα/β加水分解酵素ドメインを持つ新規のタンパク質をコードしていた。遺伝学的解析の結果、少なくともAWC感覚ニューロンにおいて、3量体Gタンパク質αサブユニットであるODR-3と同一経路上で機能していることが示唆された。
温度走性を行なっている際の運動を数理学的にとらえるために、集団行動の定量化を行った所、線虫が高温に移動する場合と、低温に移動する場合において、異なるbiased random walkを行なっていることが明らかとなった。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (30 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (18 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Synaptic Polarity Depends on Phosphatidylinositol Signaling Regulated by Myo-inositol Monophosphatase in Caenorhabditis elegans2012

    • Author(s)
      Kimata, T., Tanizawa, Y., Can, Y., Ikeda, S., Kuhara, A., Mori, I.
    • Journal Title

      Genetics

      Volume: (印刷中)(未定) Issue: 2 Pages: 509-521

    • DOI

      10.1534/genetics.111.137844

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    • Author(s)
      Nishio, N., Mohri-Shiomi, A., Nishida, Y., Hiramatsu, N., Kodama-Namba, E., Kimura, K.D., Kuhara, A., and Mori, I.
    • Journal Title

      Genes Cells

      Volume: 17 Issue: 5 Pages: 365-386

    • DOI

      10.1111/j.1365-2443.2012.01594.x

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  • [Journal Article] 線虫Caenorhabditis elegansの温度応答を制御する神経情報処理メカニズム2012

    • Author(s)
      大西憲幸、久原篤
    • Journal Title

      比較生理生化学

      Volume: 29(3) Pages: 112-120

    • NAID

      10031123310

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  • [Journal Article] 線虫の温度応答の分子生理メカニズム2012

    • Author(s)
      久原 篤
    • Journal Title

      生物物理

      Volume: 52(4) Pages: 200-202

    • NAID

      10030494713

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      久原篤
    • Journal Title

      Genes & Genetic Systems

      Volume: 86, 6, supple Pages: 4-4

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      Kuhara, A., Ohnishi, N., Shimowada, T., Mori, I.
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 2:355 Issue: 1 Pages: 1-12

    • DOI

      10.1038/ncomms1352

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      Miyara, A., Ohta, A., Okochi, Y., Tsukada, Y., Kuhara, A., Mori, I.
    • Journal Title

      PLoS Genetics

      Volume: VOL.7 Issue: 5 Pages: 1-14

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1001384

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      Ohnishi N., Kuhara, A., Nakamura, F., Okochi, Y., Mori, I.
    • Journal Title

      The EMBO Journal

      Volume: Vol.30 Pages: 1376-1388

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      Kuhara, A., Ohnishi N., Shimowada T., Mori, I.
    • Journal Title

      Genes & Genetic Systems

      Volume: 86, 6 Pages: 437-437

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      宇治澤 知代、太田 茜、桑原 直人、久原 篤
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      第83回 日本動物学会年会
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      大阪
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      2012-09-13
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      神戸、甲南大学(招待講演)
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      久原 篤
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  • [Presentation] Seeking molecular and neural mechanisms of temperature response and resistance in C. elegans2012

    • Author(s)
      宇治澤 知代, 園田 悟, 大久保 幸恵, 水谷 仁美, 長屋 ひろみ, 桑原 直人, 太田 茜, 久原 篤
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      第50回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋
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  • [Presentation] 動物の温度応答の分子遺伝学2012

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      久原 篤
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      遺伝学会年会
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      九州大学
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  • [Presentation] Excitatory and inhibitory neurotransmission in a single sensory neuron direct opposite temperature-seeking behaviors2011

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      Atsushi Kuhara, Noriyuki Ohnishi, Tomoyasu Shimowada, Ikue Mori
    • Organizer
      第34回日本分子生物学会年会
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      横浜、パシフィコ横浜(ポスター発表)
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      宇治澤知代、井上奈穗、前田諒、太田茜、久原篤
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      第34回日本分子生物学会年会
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      横浜、パシフィコ横浜(ポスター発表)
    • Year and Date
      2011-12-13
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      久原篤
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      動物学会近畿支部講演会「動物学が開く医療への扉」
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      神戸、甲南大学(招待講演)
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      2011-11-05
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      久原篤、大西憲幸、下和田智康、森郁恵
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      遺伝学会年会
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      京都、京都大学(一般口頭発表)
    • Year and Date
      2011-09-21
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  • [Presentation] 感覚行動をつかさどる神経回路の情報処理の暗号2011

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      久原篤、大西憲幸、下和田智康、森郁恵
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      第49回日本生物物理学会年会
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      姫路、兵庫県立大学(一般口頭発表)
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      2011-09-18
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      第49回日本生物物理学会年会
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      姫路、兵庫県立大学(招待講演)(シンポジウム)
    • Year and Date
      2011-09-16
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      Nana Nishio), Akiko Mohri-Shiomi, Naoya Hiramatsu, Eiji Kodama-Namba, Kotaro D.Kimura, Atsushi Kuhara), Ikue Mori
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      Neuron 2011
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      横浜、パシフィコ横浜(査読口頭講演)
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      2011-09-15
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      ロサンゼルス、UCLA(査読口頭講演)
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  • [Presentation] 光技術と分子遺伝学から探るシナプス伝達の暗号2011

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      2011-06-16
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      神戸、ポートピアホテル(一般ポスター発表)
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  • [Book] Someone2012

    • Author(s)
      久原 篤
    • Total Pages
      31
    • Publisher
      リバネス
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  • [Remarks] 久原研究室ホームページ

    • URL

      http://kuharan.com/index.html

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  • [Remarks] 甲南大学研究者紹介

    • URL

      http://researchers.adm.konan-u.ac.jp/html/100000141_ja.html

    • Related Report
      2012 Annual Research Report

URL: 

Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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