2015 Fiscal Year Annual Research Report
ショウジョウバエ嗅覚記憶を形成する新奇神経ネットワークの単一細胞レベルでの解析
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14J09111
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
上岡 雄太郎 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | 行動 / 神経 / 可塑性 / 記憶 / ショウジョウバエ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
神経活動の変化すなわち記憶の形成によって生物の行動は変化する。この行動の変化を生み出す神経の可塑性に関する原理を理解するためにショウジョウバエの嗅覚記憶に関して研究を行っている。短期記憶に関わるような神経を探索した結果、記憶の中枢と言われる嗅覚三次神経から成るキノコ体の下流に存在する1種類の神経が強く短期記憶に関わることが示された。この神経に関して詳細に行動解析を行った結果、嗅覚短期記憶の形成と想起両方に関わっていることが示された。次にこれらの行動実験の結果を神経機能の側面から理解するために記憶形成前後および記憶形成中の神経活動を観察した。生体の神経活動を生きたまま観察するために二光子顕微鏡を用いてin vivoライブカルシウムイメージングを行った。この系によって記憶形成前後および記憶形成中の神経活動を記録、解析した結果、記憶形成前後及び記憶形成中に特有の応答が観察された。これらの行動実験と神経活動の結果を合わせると、ショウジョウバエ嗅覚記憶に関する一つの新たな記憶形成回路が示唆された。また、さらに下流の回路との接続を理解するために、この記憶形成回路の下流の神経回路へ情報伝達がどのように行われているか調べた。行動実験によって下流経路をスクリーニングしたところ、候補の神経群が見つかってきた。この神経群は学習に関わることが既知であったが、従来知られていなかった接続経路の存在が示唆されたため、今後はこの経路への情報伝達がどのように行われているかを調べることにする。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
単一神経レベルでの行動実験および神経活動の分析から当該神経に関する統一的な説明が可能となった。
神経回路レベルで理解するために、更に下流の神経に関して詳細に調べる準備が整いつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の結果より、当該神経の具体的な機能と神経活動が理解された。次にこの神経の下流の神経がどのように情報を受け取り、応答するかを調べることとする。現在下流神経と思われる神経群を同定している。この神経群の中から具体的にどの神経が神経接続しているのかを見るために、形態学的な特徴からまず下流神経を単一細胞レベルで推定する。次にその神経に関して行動実験を行うことによって、実際に前述のキノコ体よりも下流の神経に関して機能を有することを確認する。また、神経活動をライブカルシウムイメージングを行うことによって観察し、回路レベルでの理解を目指す。
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