2019 Fiscal Year Annual Research Report
Neural mechanism of behavioral plasticity in nematode Pristionchus pacificus
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18K14716
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
奥村 美紗子 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 助教 (40806486)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 線虫 / Pristionchus pacificus / 捕食行動 / 表現型多型 / セロトニン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
環境に応答して同一の遺伝子型であっても複数の不連続な形態をとりうる「表現型多型」は，多くの種において行動の違いも付随する．しかし，環境に応答しながらどのように神経回路の変化がつくられ，異なる行動を制御しているのかはほとんどわかっていない．線虫Pristionchus pacificusでは口の形に表現型多型がみられ，それに伴って他の線虫に対する捕食行動とバクテリア食性という異なる摂食行動を示す．本研究ではまず2つの摂食行動がどのように制御されているか明らかにすることを目指した．これまでの研究により，P. pacificusの捕食行動には，神経伝達物質であるセロトニンが関わることが知られているが，セロトニンの下流でどのような神経回路が機能しているかは解明されていなかった．セロトニンの下流で機能する神経回路を同定するために，セロトニン受容体に着目した．CRISPR/Cas9ゲノム編集技術により，これまで知られている5つのセロトニン受容体すべての変異体を作出し，捕食行動のアッセイをおこなった．その結果一部のセロトニン受容体が捕食行動に重複して関与することを明らかにした．さらにセロトニン受容体の発現パターンを調べたところ，一部の咽頭神経や咽頭筋，感覚神経でセロトニン受容体が発現していることを見出した．また，セロトニン以外の神経伝達物質に関わる変異体の解析を進めており，グルタミン酸に関わる遺伝子の変異体において，捕食行動に影響を与えることを見出した．今後候補となる神経細胞を遺伝学的に除去することで捕食行動を制御しているか，また口の形の表現型多型にともなってセロトニン神経回路に違いがみられるか明らかにしていく．
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