2017 Fiscal Year Annual Research Report
Drosophila olfactory coding and memory
| Project Area | Principles of memory dynamism elucidated from a diversity of learning systems |
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| Project/Area Number |
25115008
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
多羽田 哲也 東京大学, 定量生命科学研究所, 教授 (10183865)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
江島 亜樹 東京大学, 農学生命科学研究科, 特任講師 (00548571) [Withdrawn]
山崎 大介 東京大学, 定量生命科学研究所, 助教 (80588377)
廣井 誠 東京大学, 定量生命科学研究所, 助教 (80597831)
阿部 崇志 東京大学, 定量生命科学研究所, 助教 (70756824)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | ショウジョウバエ / 罰記憶 / 報酬記憶 / キノコ体KCs / CRE-p / CRE-n / ドーパミン作動性神経 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ショウジョウバエの匂い罰／報酬連合学習による2時間記憶形成において、3次嗅覚神経であるキノコ体KCsは中心的な役割を担っている。KCsのγ細胞群はCREでラベルされる細胞（CRE-p）と残りの細胞（CRE-n）に２分され、罰記憶の獲得、維持（固定）、想起のすべてのステージにおいて必要であり、報酬記憶ではCRE-nが必要である。本年度は特に記憶の維持に注目し、この回路機能にドーパミン作動性神経群が必要であるかどうかを調べた。PPL1ドーパミン作動性神経群は罰記憶の強化子として働きPAMドーパミン作動性神経群は報酬記憶の強化子として働くことが知られている。そこで、記憶の維持のステージにおいてCRE-pあるいはCRE-nと共にこれらのドーパミン作動性神経群の出力を抑えてその効果を解析した。その結果、CRE-pとPPL1ドーパミン作動性神経群の出力を同時に抑えた時には、罰記憶は阻害されず、またCRE-nとPAMドーパミン作動性神経群の出力を同時に抑えた時には、報酬記憶は阻害されなかった。KCsとドーパミン作動性神経群の逆の組み合わせではこのような補償は見られなかった。以上のことからCRE-pはPPL1ドーパミン作動性神経群を抑制することにより罰記憶を維持し、CRE-nはPAMドーパミン作動性神経群を抑制することにより報酬記憶を維持していると結論づけた。
行動実験をより定量的に行うために、Janelia Campusの麻生博士の作製したアリーナを応用し、ドーパミン神経群を青色感受性のChronosで、匂い受容体を緑～赤色感受性のChrimsonで活性化するようデザインし、ハエの行動をビデオで撮影し、機械学習により解析することで罰及び報酬記憶において安定した0.3-0.4のスコアを得ている。これにCa2+変化を測定できるGCaMPをKCsで発現させる系を組み合わせることも可能である。
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| Research Progress Status |
平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Remarks |
多羽田哲也研究室ホームページ
http://www.iam.u-tokyo.ac.jp/fly/
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