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2017 Fiscal Year Annual Research Report

単一痛覚神経細胞とその標的による異種感覚刺激の弁別的な演算機構の解明

Research Project

Project/Area Number 15J06383
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

小野寺 孝興  京都大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Keywords感覚神経 / 侵害覚 / 忌避行動 / ショウジョウバエ / 細胞外電位 / カルシウムイメージング / カリウムチャネル
Outline of Annual Research Achievements

外界の有害な刺激を感覚器・感覚神経により受容し、それらに適切に対応することは生存上必須である。この生体における“警報装置”とも呼べる機能について、私はショウジョウバエ幼虫の一次感覚神経であるClass IV neuronをモデルとして解析をおこなった。Class IV neuronが42℃以上の高温刺激にさらされて活性化すると、個体は“回転忌避行動”をおこなうことで刺激から逃れていく。これまで、私たちは赤外線レーザーを熱源とした高時間解像度の刺激系を用いてClass IV neuronの熱応答性を調べてきた。そして、高頻度の発火列とそれに続く発火停止期で構成されるBurst-and-pause型の発火パターンが回転行動の促進シグナルであるという仮説を検証してきた。昨年度は、Burst-and-pause型の発火パターンが「下流の神経回路でどのように情報処理されているか」という読み出し機構の解明に着手した。私たちは、Class IV neuronの活性化を光遺伝学に操作した際に、下流の中枢神経系でのカルシウム動態を観察した。その結果、回転行動を調節する一対の介在神経細胞において、シンプルな連続型とBurst-and-pause型の発火パターンの間でカルシウム応答の強さが劇的に異なることを発見した。これは、この介在神経がBurst-and-pause型という特徴的な発火パターンを機能的な信号として識別していることを示していた。つまり、私たちが提唱してきたBurst-and-pause型の発火パターンが回転行動の促進シグナルであるという仮説が強く支持されたことになる。以上の研究成果を取りまとめ、筆頭著者の論文として発表した(Onodera et al., eLife, 2017)。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (7 results)

All 2018 2017 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Small conductance Ca2+-activated K+ channels induce the firing pause periods during the activation of Drosophila nociceptive neurons2017

    • Author(s)
      Koun Onodera, Shumpei Baba, Akira Murakami, Tadashi Uemura, Tadao Usui
    • Journal Title

      eLife

      Volume: 6:e29754 Pages: 1-17

    • DOI

      10.7554/eLife.29754

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] The regulatory mechanism provoking the robust avoidance behavior by small conductance Ca2+-activated K+ channels in Drosophila larval nociceptive neurons2018

    • Author(s)
      Koun Onodera, Shumpei Baba, Akira Murakami, Tadashi Uemura, Tadao Usui
    • Organizer
      The 16th International Student Seminar
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Drosophila侵害覚ニューロンにおける発火パターンの制御機構2017

    • Author(s)
      小野寺孝興、上村匡、碓井理夫
    • Organizer
      第3回ユニークな少数派実験動物を扱う若手が最先端アプローチを勉強する会
  • [Presentation] The regulatory mechanism provoking the robust avoidance behavior by small conductance Ca2+-activated K+ channels in Drosophila larval nociceptive neurons2017

    • Author(s)
      Koun Onodera, Akira Murakami, Tadashi Uemura, Tadao Usui
    • Organizer
      The 29th CDB Meeting: Mavericks, New Models in Developmental Biology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Information processing mediated by firing rate fluctuations in Drosophila sensory system2017

    • Author(s)
      Koun Onodera
    • Organizer
      Cell Biology, Develeopmental Biology, and Systems Biology Course Meeting
  • [Presentation] The regulatory mechanism provoking the robust avoidance behavior by small conductance Ca2+-activated K+ channels in Drosophila larval nociceptive neurons2017

    • Author(s)
      Koun Onodera, Akira Murakami, Tadashi Uemura, Tadao Usui
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
  • [Remarks] 神経活動の「波のうねり」が痛みの情報を担うしくみを解明

    • URL

      http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2017/171016_1.html

URL: 

Published: 2018-12-17  

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