2019 Fiscal Year Annual Research Report
動物の低温馴化における新規全身型サーキュラー神経回路の光遺伝学解析
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19J40017
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
太田 茜 甲南大学, 理工学部, 特別研究員(RPD)
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| Project Period (FY) |
2019-07-01 – 2023-03-31
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| Keywords | C. elegans / 低温馴化 / 全身周回性 / 神経回路 / 光遺伝学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
線虫C. elegansの飼育温度依存的な低温への耐性変化、温度馴化を制御する神経回路ネットワークの解析を進めている。すでに、温度馴化に関わる頭部の温度受容ニューロン(ASJ)と、その下流で尾部にある介在ニューロンPVQを経由し、さらに頭部の介在ニューロンRMGに至る、全身を周回する神経回路が温度馴化シグナル伝達経路の一つであることが、当研究室の解析によって示されている。
昨年度は、上記の神経回路上で機能する神経伝達物質の同定のために、FMRF-amide様タンパク質をコードするflp遺伝子、neuropeptide-like proteinをコードするnlp遺伝子とその受容体npr遺伝子のいくつかの変異体を用いて低温馴化の表現型を調べ、複数のflpおよびnlp遺伝子が温度馴化に関わることが示唆された。そのうちのいくつかは、ASJ, PVQ, RMGでの発現が報告されているものもあるため、温度馴化においてこれらの神経細胞で機能する神経伝達分子の同定が期待される。これまでに、温度馴化に関わる温度受容ニューロンとしてASJ, ADL, ASGが同定されており、昨年度は、それぞれの細胞の活性に必要なチャネル等を欠損した変異体を用いてPVQのCa2+イメージング解析が進んでいる。今後近いうちにPVQに正あるいは負のシグナルを伝達する上流の受容ニューロンが同定されれば、さらに詳細な神経回路モデルを構築できると考えている。PVQに接続している新たな温度応答の神経回路も同定した、具体的にはASG感覚ニューロンとその下流のAINとAVJ介在ニューロンの回路である。
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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
温度馴化の神経回路上で機能する神経伝達物質の同定のために、FMRF-amide様タンパク質をコードするflp遺伝子、neuropeptide-like proteinをコードするnlp遺伝子とその受容体npr遺伝子のいくつかの変異体を用いて低温馴化の表現型を調べ、複数のflpおよびnlp遺伝子が温度馴化に関わることが示唆された ため、概ね順調に進展していると考えられる。さらに、PVQに接続している新たな温度応答の神経回路も同定したため、概ね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
PVQで発現する神経伝達物質や神経ホルモンの遺伝子や、RMGで発現しているそれらの受容体の 遺伝子に関して、各々の変異体の低温馴化を測 定し、神経回路を繋ぐ分子を同定する。 引き続き、カルシウムイメージングにより頭部と尾部の温度馴化に関わる神経回路の温度に対 する生理的動態を定量化すると同時に、様々な神経伝達物質の変異体をもちいた、PVQ-RMG神 経回路の分子情報伝達系の同定を進める。次世代 DNAシークエンサーを用いたRNA-seq解析から 、温度刺激に応じて発現変動する分子を同定し、全身性の神経回路が影響を与える未知の組織を同定することで、低温馴化のアウトプットを調べる。
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