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2011 Fiscal Year Annual Research Report

連合学習の分子機構の行動遺伝学を用いた総合的解析

Research Project

Project/Area Number 21370002
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

飯野 雄一  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (40192471)

Keywords学習記憶 / 線虫C. elegans / 化学走性行動 / インスリン / カルシンテニン
Research Abstract

線虫の塩(NaCl)に対する化学走性において、線虫は塩と飢餓を同時に体験すると、塩を避けるようになるという学習を示す。これを塩走性学習という。インスリンシグナル伝達経路と膜貫通タンパク質CASY-1が塩走性学習に必須の働きをする。本年度の本研究ではこれらの機能について研究を進め以下の知見を得た。
1、インスリン/PI3K経路の機能 学習により神経の活動にどういう変化が出るかを調べた。線虫をPDMSチップに固定し、20mMのNaClを10分間流す前後で、NaClの濃度変化に対する神経の応答をカルシウムレポーターGCaMPを用いて、シナプス放出をSynapto-pHluorinを用いて調べた。この結果、NaClを受容するASER感覚神経の応答は学習により大きくなる一方、シナプス放出は小さくなることがわかった。これらいずれもインスリン経路の変異体では起こらないことから、インスリン経路の作用が両者を引き起こしていることがわかった。さらに、ASERから入力を受けるAIB介在神経の応答は学習により小さくなった。これが学習による行動変化の一因と思われる。
2、CASY-1の作用機序 哺乳類の記憶にも関わると示唆されている膜貫通蛋白質カルシンテニンの線虫ホモログCASY-1が塩走性学習に必須の働きをすることがわかっているが、その作用機序は不明であった。casy-1変異体の抑圧変異のスクリーニングを行ったところ、インスリン経路のdaf-18変異体が複数得られたため、casy-1とインスリン経路との関連が示唆された。ASER神経におけるインスリン受容体DAF-2の局在を調べてみたところ、DAF-2は神経の軸索に局在すること、casy-1変異体ではこの局在が失われることがわかった。さらに、この局在がキネシンに依存することと、CASY-1がこの輸送を仲介しているらしいことが明らかになった。

  • Research Products

    (9 results)

All 2011 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (6 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Neuronal plasticity regulated by the insulin-like signaling pathway und erlies salt chemotaxis learning in Caenorhabditis elegans2011

    • Author(s)
      小田茂和
    • Journal Title

      J Neurophysiol

      Volume: VOL.106 Pages: 301-308

    • DOI

      10.1152/jn.01029.2010

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Roles for class IIA phosphatidylinositol transfer protein in neurotransmission and behavioral plasticity at the sensory neuron synapses of Caenorbabditis elegans2011

    • Author(s)
      岩田遼
    • Journal Title

      Proc Natl Acad Sci U S A

      Volume: VOL.108 Pages: 7589-7594

    • DOI

      10.1073/pnas.1016232108

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] プロテインキナーゼCによる線虫の塩濃度学習の制御機構の解析2011

    • Author(s)
      田村成宏
    • Organizer
      第34回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2011-12-13
  • [Presentation] Dynamics of neural activities underlying salt chemotaxis learning in C.elegans2011

    • Author(s)
      小田茂和
    • Organizer
      第34回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2011-12-13
  • [Presentation] Analyses of molecular mechanisms of information ntegration in food-dependent salt chemotaxis learning in C.elegans2011

    • Author(s)
      酒井奈緒子
    • Organizer
      第34回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2011-12-13
  • [Presentation] The role of insulin/PI 3-kinase pathway in food-dependent plasticity of salt chemotaxis in C.elegans2011

    • Author(s)
      富岡征大
    • Organizer
      Neuroscience 2011, SfN's 41st annual meeting
    • Place of Presentation
      ワシントンDC 米国
    • Year and Date
      2011-11-16
  • [Presentation] Axonal transport of a new DAF-2 isoform governs associative learning2011

    • Author(s)
      大野速雄
    • Organizer
      18th international C.elegans meeting
    • Place of Presentation
      ロサンゼルス 米国
    • Year and Date
      2011-06-24
  • [Presentation] Sensing Salt : Plasticity in Sensory Systems and Behavioral Response2011

    • Author(s)
      飯野雄一
    • Organizer
      18th international C.elegans meeting
    • Place of Presentation
      ロサンゼルス 米国(招待講演)
    • Year and Date
      2011-06-24
  • [Remarks]

    • URL

      http://molecular-ethology.biochem.s.u-tokyo.ac.jp/IINO_lab_J.html

URL: 

Published: 2013-06-26  

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