線虫における温度走性の分子機構と神経制御機構

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12053229
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 森 郁恵 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (90219999)
• Keywords: 線虫 / 行動 / 温度走性 / 刺激受容機構 / 神経伝達 / 学習と記憶 / 分子遺伝学 / 神経回路

Research Abstract

1)スイスのロッシュ研究所のNef研究室とUCSFのBargmann研究室と共同で、C. elegansのカルシウムセンサー1(ce-NCS-1)が、線虫が温度匂配上で、等温線上に移動する行動に必須であることを明らかにした。また、このCe-NCS-1は、温度走性に重要な介在ニューロンAIYで機能していることも明らかになった。以上の事より、温度走性の神経回路モデルにおいて、介在ニューロンAIYとAIZは、外部刺激(温度)を受容した後の、シグナルの統合や情報処理に重要であると考えられるため、Ce-NCS-1は、温度走性過程における記憶・学習のプロセスに関与している事が示唆された(Neuron30,241-248,2001)。2)ttx-1変異体は、飼育温度に関わらず、温度匂配上で常に低温に移動する好冷性異常を示す。我々は、ブランダイス大学のSengupta研究室と共同で、ttx-1の原因遺伝子をクローニングし、TTX-1は、OTX/OTDファミリーに属するホメオドメインを持つ転写因子であることを明らかにした。このTTX-1は、温度受容ニューロンAFDでのみ発現し、驚くべき事に、本来、TTX-1を発現していない化学受容ニューロンで、TTX-1を強制発現すると、ある程度、ニューロンの形態および機能の両面で、化学受容ニューロンをAFD温度受容ニューロンに変換させることができることが分かった。つまり、TTX-1は、AFD温度受容ニューロンの発生・分化において、マスター遺伝子として機能していることがわかった(Neuron31,943-956,2001)。3)tax-6変異体は、飼育温度に関わらず、常に温度匂配上で高温に移動する好熱性異状を示す。我々は、国立遺伝学研究所の桂勲教授と共同で、tax-遺伝子がカルシュウム/カモジュリン依存性脱リン酸化酵素であるカルシニューリンであることを明らかにした。いろいろな分子遺伝学的な解析により、TAX-6カルシニューリンは、AFD温度受容ニューロンを含む、様々な感覚受容ニューロンにおいて、刺激の入力制御、つまりゲインコントロールを行うための重要な因子であることが分かった(Neuron33 in press,2002)。

Research Products

• [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)