2009 Fiscal Year Annual Research Report
ショウジョウバエの長期記憶にかかわる脳内経路と動作原理の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Systems molecular ethology to understand the operating principle of the nervous system |
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| Project/Area Number |
21115514
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
坂井 貴臣 Tokyo Metropolitan University, 理工学研究科, 准教授 (50322730)
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| Keywords | ショウジョウバエ / 学習記憶 / キノコ体 / 中心体 / インスリン分泌細胞 / period / painless / apterous |
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| Research Abstract |
動物の記憶は、短期間維持される記憶と長期間維持される記憶に大別される。ショウジョウバエの連合学習実験において、キノコ体と呼ばれる脳領域は短期記憶の中枢であると考えられている。一方、長期記憶中枢に関しては厳密に特定されていない。申請者は過去に長期記憶形成に必要な3つの遺伝子を同定してきた。これらの遺伝子の脳内の発現部位で長期記憶が形成されている可能性が高いと考えられる。申請者が同定した遺伝子の1つであるperiod遺伝子の脳内発現部位を推定する研究から、period遺伝子の発現はキノコ体では確認されず、中心体という脳領域で発現が確認された。このことから、「ショウジョウバエの短期記憶と長期記憶の形成される脳領域が異なり、長期記憶が中心体というニューロパイルで形成されている」という仮説を立てていた。しかし、他の長期記憶遺伝子(painlessおよびapterous)の研究が進む中で、period, painless, apterousの3つの遺伝子の発現が完全に重複する脳領域が同定されなかった。研究課題立案の段階で立てていた仮説とは異なり、ショウジョウバエの長期記憶形成はもっと複雑な脳内経路と動作原理を有していることが示唆された。そこで、それぞれの遺伝子に関して、長期記憶形成に必須な脳領域を詳細に検証することを目的として研究を遂行した。その結果、periodは中心体、painlessはキノコ体とインスリン分泌細胞、apterousはキノコ体でそれぞれ機能していること示唆する結果が得られた。これまで、キノコ体と中心体に関しては長期記憶形成への関与が報告されていたが、インスリン分泌細胞の関与は報告されておらず新しい発見である。また、ハエが学習している際のキノコ体、中心体、インスリン分泌細胞の神経活動を測定するための実験系を確立するため、蛍光イメージング装置のセットアップを行った。
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