2020 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanisms for forgetting in olfactory learning in C. elegans
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19H03326
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
石原 健 九州大学, 理学研究院, 教授 (10249948)
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2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 記憶 / 忘却 / 遺伝学 / 線虫 / 想起 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（1）記憶の忘却を促進するペプチドを同定することを目的として、scRNAseqデータベースを参照して、忘却を促進している神経細胞で特異的に発現しているペプチドを10個同定し、ゲノム編集を使って、それらの欠損変異株をそれぞれの遺伝子について複数作成し忘却行動を測定した。その結果、1つの遺伝子の複数の変異株で忘却が起きにくかったこと、野生型ペプチド遺伝子を発現させることによって忘却が起きたことから、忘却を促進するペプチドを同定できたことが示された。
（2）介在ニューロンが適切に忘却をするために必要であることを示してきた。本年度の二重変異体による遺伝学的な解析から、介在ニューロンは、感覚ニューロンから分泌される忘却促進シグナルの下流で忘却を制御することが示唆された。したがって、忘却は神経回路レベルで適切に制御されている必要があることを示している。
（3）忘却の解析から、想起を制御するシグナル経路がある可能性を同定している。これまでの解析から、感覚神経におけるセカンドメッセンジャーが重要な可能性が明らかになった。
（4）記憶の消去を引き起こす現象を見出している。このパラダイムでは、条件付けによって記憶を形成した（匂いに対する応答が強くなる）後、条件付け前よりも応答が弱くなる。この現象について、調べたところ、条件付けが、より応答を弱くすることに必須であることがわかり、記憶の消去が過剰に起きていると考えられた。
（5）頭部全中枢神経系を立体的に撮影できる顕微鏡システム（４Dイメージングシステム）を用いて、刺激に依存した神経活動を測定している。細胞をより正確に測定するために、NeuroPAL株（Hobert博士より供与）を用いることとした。そのために、レーザー制御システム、撮影システムの改良を行った。
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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
（1）忘却を促進している神経ペプチドの同定に成功した。このペプチドの変異体には、これまでのところそれ以外の表現型は観察できていない。忘却を特異的に促進する神経伝達物質はこれまでに同定されておらず、私達が同定した分子が最初のものであると考えている。
（2）想起を制御するセカンドメッセンジャーを同定できた。
（3）線虫の頭部神経系を解析するための顕微鏡システムを改良し、より精密にレーザーと撮影カメラを制御することが可能になり、同時に4色の蛍光像を立体的に得ることができるようになった。
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| Strategy for Future Research Activity |
（1）忘却を促進する神経ペプチドを同定できたので、その受容体を探索する。Gタンパク質共役型受容体である可能性が高いと考えている。
（2）想起を制御するセカンドメッセンジャーがいつどのように想起を制御しているのかを明らかにすることを目指す。
（3）精度が上がった顕微鏡を用いて、より精度が高い細胞の同定を進め、線虫の神経回路の個体差を明らかにする。
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