A Study on the Function of Insulin Signaling Pathway in Associative Learning

2008 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19370001
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Genetics/Genome dynamics
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: LINO Yuichi The University of Tokyo, 大学院・理学系研究科, 教授 (40192471)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 國友 博文 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教 (20302812)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Keywords: 線虫 / 化学走性行動、 / 塩走性学習 / ASER感覚神経 / インスリン / PI3キナーゼ経路 / Gq / DAG / PKC経路 / グアニル酸シクラーゼ / カルシンテニン

Research Abstract

学習はヒトのみならず全る動物が持つ、神経系の基本的な機能である。それに関わる分子とその役割を分子生物学的に記載することは脳神経系の機能を理解するための基礎として重要である。このために、我々は分子行動遺伝学のためのモデル生物である線虫C.エレガンスを用いた。線虫の塩への化学走性に関する連合学習の実験系を用い、インスリン経路が学習に必須であることを明らかにしている。本研究はその理解を深め、関連する分子についても機能を明らかにすることを目的とした。インスリン経路の機能が昂進した変異体をもとにして新たな変異体を得ることにより、G蛋白質Gqの経路がインスリン経路と拮抗して働くことが明らかとなった。また、膜貫通型グアニル酸シクラーゼが学習における行動変化に必須であることがわかった。さらに、哺乳類の細胞膜貫通型蛋白質カルシンテニンの線虫ホモログが学習に必須であり、切断されて分泌された細胞外ドメインが機能に必須であることが明らかになった。

Research Products

• [Journal Article] A trophic role for Wnt-Ror kinase signaling during developmental pruning in Caenorhabditis elegans (2009)
  • Author(s): Hayashi, Y., Hirotsu, T., Iwata, R., Kage-Nakadai, E., Kunitomo, H., Ishihara, T., Iino, Y., Kubo, T.
  • Journal Title: Nat Neurosci 12 Pages: 981-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Parallel use of two behavioral mechanisms for chemotaxis in Caenorhabditis elegans (2009)
  • Author(s): Iino, Y., Yoshida, K.
  • Journal Title: J Neurosci 29 Pages: 5370-80
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lateralized gustatory behavior of C. elegans is controlled by specific receptor-type guanylyl cyclases (2009)
  • Author(s): Ortiz, C. O., Faumont, S., Takayama, J., Ahmed, H. K., Goldsmith, A. D., Pocock, R., Mccormick, K. E., Kunitomo, H., Iino, Y., Lockery, S., Hobert, O.
  • Journal Title: Curr Biol 19 Pages: 996-1004
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Memory in Caenorhabditis elegans Is Mediated by NMDA-Type Ionotropic Glutamate Receptors (2008)
  • Author(s): Kano, T., Brockie, P. J., Sassa, T., Fujimoto, H., Kawahara, Y., Iino, Y., Mellem, J. E., Madsen, D. M., Hosono, R., Maricq, A. V.
  • Journal Title: Curr.Biol. 18 Pages: 1010-1015
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] CASY-1, an ortholog of calsyntenins/alcadeins, is essential for learning in Caenorhabditis elegans (2008)
  • Author(s): Ikeda, D. D., Duan, Y., Matsuki, M., Kunitomo, H., Hutter, H., Hedgecock, E. M., Iino, Y.
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 105 Pages: 5260-5265
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Caenorhabditis elegans DYF-11, an orthologue of mammalian Traf3ip1/MIP-T3, is required for sensory cilia formation (2008)
  • Author(s): Kunitomo, H., Iino, Y.
  • Journal Title: Genes Cells 13 Pages: 13-25
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular characterization of a novel RhoGAP, RRC-1 of the nematode Caenorhabditis elegans (2007)
  • Author(s): Delawary, M., Nakazawa, T., Tezuka, T., Sawa, M., Iino, Y., Takenawa, T., Yamamoto, T.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun 357 Pages: 377-82
  • Peer Reviewed
• [Presentation] カルシンテニン/アルカデインの線虫ホモログCASY-1の学習における機能の解析 (2008)
  • Author(s): 大野速雄, 他
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2008-12-12
• [Presentation] 線虫 C. elegans におけるインスリン/PI3キナーゼシグナル伝達経路による化学走性学習の制御 (2008)
  • Author(s): 富岡征大, 他
  • Organizer: 第31回 日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-07-11
• [Presentation] Analysis of genes interacting with the insulin-like signaling pathway, which regulates salt chemotaxis learning in C. elegans (2008)
  • Author(s): 安達健, 他
  • Organizer: 第31回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-07-10
• [Presentation] The mechanism of INS-1 secretion in the regulation of salt chemotaxis learning (2008)
  • Author(s): 富岡征大, 他
  • Organizer: Neuronal Development, Synaptic Function & Behavior C. elegans Topic Meeting #2
  • Place of Presentation: 米国マディスン
  • Year and Date: 2008-07-01
• [Presentation] 線虫の化学走性学習を制御するインスリン様シグナル伝達と神経回路の機能の解析 (2007)
  • Author(s): 富岡征大, 他
  • Organizer: 第30回 日本分子生物学会年会・第80回 日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-12-13
• [Presentation] 線虫の化学走性学習を制御するインスリン様シグナル伝達経路と相互作用する因子の解析 (2007)
  • Author(s): 安達健, 他
  • Organizer: 第30回 日本分子生物学会年会・第80回 日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-12-13
• [Presentation] A Suppressor Screen for Genes that Regulate Salt Chemotaxis Learning in C. elegans (2007)
  • Author(s): 安達健, 他
  • Organizer: 第30回 日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-09-12
• [Presentation] CASY-1, a homolog of Calsyntenin/Alcadein, is essential for multiple forms of learning in C. elegans (2007)
  • Author(s): 池田大祐, 他
  • Organizer: 第30回 日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-09-11
• [Presentation] Functional analysis of CASY-1, a homolog of Calsytenin/Alcadein, essential for multiple forms of learning in C. elegans (2007)
  • Author(s): 池田大祐, 他
  • Organizer: 16th International C. elegans Meeting
  • Place of Presentation: 米国ロサンゼルス
  • Year and Date: 2007-06-30
• [Presentation] The insulin/PI 3-kinase pathway and the neural circuit acting for salt chemotaxis learning (2007)
  • Author(s): 富岡征大, 他
  • Organizer: 16th International C. elegans Meeting
  • Place of Presentation: 米国ロサンゼルス
  • Year and Date: 2007-06-29
• [Presentation] A Suppressor Screen for Genes that Regulate Salt Chemotaxis Learning in C. elegans (2007)
  • Author(s): 安達健, 他
  • Organizer: 16th International C. elegans Meeting
  • Place of Presentation: 米国ロサンゼルス
  • Year and Date: 2007-06-29
• [Book] 線虫の走性行動と学習にかかわる分子と神経回路(実験医学) (2008)
  • Author(s): 飯野雄一
  • Total Pages: 86-92
• [Book] 生物の科学 遺伝 61(3) 特集 行動は遺伝子で決まるのか線虫の行動遺伝学() (2007)
  • Author(s): 飯野雄一
  • Total Pages: 64-70
• [Book] インスリン様シグナル伝達経路の学習におけるはたらき(蛋白質 核酸 酵素) (2007)
  • Author(s): 飯野雄一, 富岡征大
  • Total Pages: 397-405
• [Book] 神経間相互作用による線虫の化学走性行動の制御機構(細胞工学) (2007)
  • Author(s): 飯野雄一
  • Total Pages: 554-559