2021 Fiscal Year Annual Research Report
C.エレガンスの低温耐性・馴化における神経-腸-精子-筋を含む組織回路の演算機構
| Project/Area Number |
21H02534
|
|---|
| Research Institution | Konan University |
|---|
Principal Investigator |
久原 篤 甲南大学, 理工学部, 教授 (00402412)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | 組織ネットワーク / C. elegans / 低温耐性・馴化 / 神経ペプチド / 温度馴化 / 中性脂肪酸 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
環境温度の変化は動物の生死に直結するため、温度の感覚や応答に関わる脳神経系と組織ネットワークの仕組みを解き明かすことは重要である。本研究では、シンプルな実験動物C. elegansの低温耐性・馴化をつかい、温度受容から神経回路、そして組織ネットワークに至る温度情報の処理システムを解析している。解析に使う組織ネットワークは、頭部の温度受容ニューロンが尻尾の介在ニューロンに接続し、それが再度、頭部のハブ介在ニューロンにフィードバックする全身を周回する神経回路と、低温耐性に関わる筋肉や腸などを含む組織ネットワークである。
当該年度は、温度馴化の解析系をもちいて、個体の温度応答に関わる神経や組織回路の情報処理の新しい制御機構の同定をめざすなかで、記憶を司る転写因子が頭部の温度受容ニューロンと介在ニューロンで機能し、その神経情報伝達を尾部の介在ニューロンが仲介する結果を得た。さらに、頭部のニューロンから分泌される神経ペプチドが温度馴化に関わり、その神経ペプチドが腸の神経ペプチド受容体で受容されることが温度馴化に必須であることが示唆された。また、中性脂肪酸の染色から、上記の変異体において温度依存的な腸の代謝状態が起きることが示唆された。次年度の課題としては、温度馴化時に温度を数時間変化させたさいの中性脂肪酸の変化と個体の温度馴化の関係を定量化することがあげられる。当該年度に、温度馴化に関わる神経回路で発現している神経伝達物質やその受容体の変異体における全身周回性神経回路の温度応答活性をカルシウムイメージングなどを用いて測定し、異常が見られた。今後の課題としては、本当の温度馴化神経回路において必須であるかを、細胞特異的RNAiや細胞特異的回復実験から検証する必要がある。また、新たに低温耐性に関わる頭部の筋肉が見つかり、低温耐性に関わる化学物質の候補が得られた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
温度馴化の解析系をもちいて、個体の温度応答に関わる神経や組織回路の情報処理の新しい制御機構の同定をめざすなかで、記憶を司る転写因子が頭部の温度受容ニューロンと介在ニューロンで機能し、その神経情報伝達を尾部の介在ニューロンが仲介する結果を得て、その回路の働きによって、神経ペプチドが分泌され、腸の神経ペプチド受容体で受容されることが温度馴化に必須であることが示唆されたことから、予定通り達成されていると考えられる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
次年度の課題としては、温度馴化時に温度を数時間変化させたさいの中性脂肪酸の変化と個体の温度馴化の関係を定量化することがあげられる。また、温度馴化に関わる神経回路で発現している神経伝達物質やその受容体が、温度応答に重要であることが示唆されたため、今後の課題としては、本当の温度馴化神経回路において必須であるかを、細胞特異的RNAiや細胞特異的回復実験から検証する必要がある。
|
Research Products
(19 results)
