行動を制御する神経コードの分子レベルでの解読

• 研究領域: 神経細胞の多様性と大脳新皮質の構築
• 研究課題/領域番号: 22123010
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 森 郁恵 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (90219999)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 97,370千円 (直接経費: 74,900千円、間接経費: 22,470千円); 2014年度: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円); 2013年度: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2012年度: 20,020千円 (直接経費: 15,400千円、間接経費: 4,620千円); 2011年度: 20,800千円 (直接経費: 16,000千円、間接経費: 4,800千円); 2010年度: 20,410千円 (直接経費: 15,700千円、間接経費: 4,710千円)
• キーワード: 感覚神経細胞 / 記憶・学習 / 温度走性 / Cエレガンス / 神経回路 / 感覚神経

研究成果の概要

線虫温度走性を司る神経回路をモデル回路とし、行動を制御する神経コードの分子レベルでの解読を目指した。AFD感覚ニューロンは、飼育温度を受容し、温度を記憶すること、そして、その記憶はCaMKIとrafの活性によって制御されることがわかった。AFDから温度情報が伝達されるAIY介在ニューロンと、AIYの下流に存在し、頭部運動ニューロン群RMDとSMDを制御するRIA介在ニューロンの神経活動をカルシウムイメージングによって測定した結果を総合し、頭部の舵取り運動と、身体全体の蛇行運動に関する外部刺激依存的な神経回路制御の全容を説明できる神経回路モデルを提唱した。

研究成果

• [雑誌論文] Optically Detected Magnetic Resonance of Nanodiamonds In Vivo; Implementation of Selective Imaging and Fast Sampling. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshinari, Y., Mori, S., Igarashi, R., Sugi, T., Yokota, H., Ikeda, K., Sumiya, H., Mori, I, Tochio, H., *Harada, Y. and Shirakawa, M.
  • 雑誌名: J Nanosci Nanotechnol. 巻: 15 号: 2 ページ: 1014-1021
  • DOI: 10.1166/jnn.2015.9739
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Molecular biology of thermosensory transduction in C. elegans. (2015)
  • 著者名/発表者名: Aoki, I. and Mori, I.
  • 雑誌名: Curr Opin Neurobiol. 巻: 34 ページ: 117-124
  • DOI: 10.1016/j.conb.2015.03.011
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Japanese studies on neural circuits and behavior of Caenorhabditis elegans. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sasakura, H., Tsukada, Y., Takagi, S. & Mori, I.
  • 雑誌名: Front. Neural Circuits 巻: 7 ページ: 187-187
  • DOI: 10.3389/fncir.2013.00187
  • 査読あり
• [雑誌論文] 線虫C. elegansにおけるモノアミンによる神経制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 笹倉寛之、森郁恵
  • 雑誌名: 生体の科学 巻: 64 ページ: 354-359
• [雑誌論文] dnc-1/dynactin 1 knockdown disrupts transport of autophagosomes and induces motor neuron degeneration (2013)
  • 著者名/発表者名: Ikenaka K
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 号: 2 ページ: e54511-e54511
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0054511
  • 査読あり
• [雑誌論文] Behavioral plasticity, learning, and memory in C. elegans. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sasakura H, Mori I.
  • 雑誌名: Curr Opin Neurobiol. 巻: 23 号: 1 ページ: 92-99
  • DOI: 10.1016/j.conb.2012.09.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human myo-inositol monophosphatase 2 rescues the nematode thermotaxis mutant ttx-7 more efficiently than IMPA1: functional and evolutionary considerations of the two mammalian myo-inositol monophosphatase genes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ohnishi, T., Tanizawa, Y., Watanabe, A., Nakamura, T., Ohba, H., Hirata, H., Kaneda, C., Iwayama, Y., Arimoto, T., Watanabe, K., Mori, I., Yoshikawa, T.
  • 雑誌名: J Neurochem. 巻: 124 号: 5 ページ: 685-694
  • DOI: 10.1111/jnc.12112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Real-time background-free selective imaging of fluorescent nanodiamond in vivn (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryuji Igarashi, Yohsake Yoshinari, Riroaki Yokoia, Takuma Sugi, Fuminori Sugihara, Kazuhiro Ikeda, Hiroshi Sumiya, Shigenori Tsuji, Ikme Mori, Hidehito Tochio, Yoshie Rarada, Masahiro Shirakawa.
  • 雑誌名: Nano Letters 巻: 12 号: 11 ページ: 5726-5732
  • DOI: 10.1021/nl302979d
  • 査読あり
• [雑誌論文] 線虫を用いたオプトジェネティクス研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 塚田祐基、 森 郁恵
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 30 ページ: 2590-2591
• [雑誌論文] Synaptic Polarity Depends on Phosphatidylinositol Signaling Regulated by Myo-inositol Monophosphatase in Caenorhabditis elegans (2012)
  • 著者名/発表者名: Kimata, T., Tanizawa, Y., Can, Y., Ikeda, S., Kuhara, A., Mori, I.
  • 雑誌名: Genetics 巻: (印刷中)(未定) 号: 2 ページ: 509-521
  • DOI: 10.1534/genetics.111.137844
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel and conserved protein AHO-3 is required for thermotactic plasticity associated with feeding states in Caenorhabditis elegans. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishio, N., Mohri-Shiomi, A., Nishida, Y., Hiramatsu, N., Kodama-Namba, E., Kimura, K.D., Kuhara, A., and Mori, I.
  • 雑誌名: Genes Cells 巻: 17 号: 5 ページ: 365-386
  • DOI: 10.1111/j.1365-2443.2012.01594.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermotaxis of C.elegans as a model for temperature perception, neural information processing and neural plasticity (2012)
  • 著者名/発表者名: Kimata, T., Sasakura, H., Ohnishi, N., Nishio N., Mori, I.
  • 雑誌名: Worm 巻: 1 号: 1 ページ: 1-11
  • DOI: 10.4161/worm.19504
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of the AFD neuron as the site of action of the CREB protein in Caenorhabditis elegans thermotaxis (2011)
  • 著者名/発表者名: Y Nishida, T Sugi, M Nonomura, I Mori
  • 雑誌名: EMBO Reports 巻: 12 号: 8 ページ: 855-862
  • DOI: 10.1038/embor.2011.120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of behavioral plasticity by systemic temperature signaling in Caenorhabditis elegans (2011)
  • 著者名/発表者名: T Sugi, Y Nishida, I Mori
  • 雑誌名: Nature Neuroscience 巻: 14 号: 8 ページ: 984-992
  • DOI: 10.1038/nn.2854
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neural coding in a single sensory neuron controlling opposite seeking behaviours in Caenorhabditis elegans (2011)
  • 著者名/発表者名: Kuhara, A., Ohnishi, N., Shimowada, T., Mori, I.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 2:355 号: 1 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1038/ncomms1352
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel and Conserved Protein Macoilin Is Required for Diverse Neuronal Functions in Caenorhabditis elegans (2011)
  • 著者名/発表者名: Miyara, A., Ohta, A., Okochi, Y., Tsukada, Y., Kuhara, A., Mori, I.
  • 雑誌名: PLoS Genetics 巻: VOL.7 号: 5 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1001384
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bidirectional regulation of thermotaxis by glutamate transmissions in Caenorhabditis elegans (2011)
  • 著者名/発表者名: Ohnishi, N., Kuhara, A., Nakamura, F., Okochi, Y., Mori, I.
  • 雑誌名: EMBO Journal 巻: 30 号: 7 ページ: 1376-88
  • DOI: 10.1038/emboj.2011.13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bidirectional regulation of thermotaxis by glutamate transmissions in Caenorhabditis elegans (2011)
  • 著者名/発表者名: Ohnishi, N., Kuhara, A., Nakamura, F., Okochi, Y., Mori, I.
  • 雑誌名: The EMBO Journal 巻: 30 ページ: 1376-88
  • 査読あり
• [雑誌論文] C.elegans phototransduction requires a G protein-dependent cGMP pathway and a taste receptor homolog (2010)
  • 著者名/発表者名: Liu J, Ward A, Gao J, Dong Y, Nishio N, Inada H, Kang L, Yu Y, Ma D, Xu T, Mori I, Xie Z, Xu XZ
  • 雑誌名: Nature Neuroscience 巻: 13 ページ: 715-22
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reversal of salt preference is directed by the insulin/PI3K and Gq/PKC signaling in Caenorhabditis elegans (2010)
  • 著者名/発表者名: Adachi, T., Kunitomo, H., Tomioka, M., Ohno, H., Okochi, Y., Mori I., Iino, Y.
  • 雑誌名: Genetics 巻: 186 ページ: 1309-19
  • 査読あり
• [学会発表] 線虫神経回路における意思決定、学習と記憶のデコーディング (2014)
  • 著者名/発表者名: 森郁恵
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] Unveiling principle of neural circuits underlying learning, memory and decision-making. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ikue Mori
  • 学会等名: 11th International Congress of Neuroethology
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-08-01
  • 招待講演
• [学会発表] Decoding neural circuits underlying learning, memory and decision-making. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ikue Mori
  • 学会等名: Neural Circuit Basis of Behavior and its Disorders (COLD SPRING HARBOR ASIA CONFERENCES)
  • 発表場所: 蘇州, 中華人民共和国
  • 年月日: 2014-05-12 – 2014-05-16
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular dissection of neural coding underlying behavior. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ikue Mori
  • 学会等名: OIST Workshop Gradients and Signallng: from chemotaxis to development
  • 発表場所: Okinawa
  • 招待講演
• [学会発表] 線虫C. elegansの温度受容細胞における温度記憶の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小林曉吾, 森郁恵
  • 学会等名: Neuro2013
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Thermal memory and behavioral regulation revealed by calcium imaging of the cultured neurons and neural circuits. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, K., & Mori, I
  • 学会等名: 19th International C. elegans Meeting
  • 発表場所: Los Angels, USA
• [学会発表] C. elegans温度受容ニューロンにおけるGタンパク共役型受容体による温度受容の制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 笹倉寛之, 伊藤浩子, 小林曉吾, 鈴木啓太, 森郁恵
  • 学会等名: Neuro2013
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] The roles of biogenic amines on feeding state-dependent thermotactic behavior in C. elegans (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsukamoto, S., Nakano, S. & Mori, I.
  • 学会等名: 19th International C. elegans Meeting
  • 発表場所: Los Angels, USA
• [学会発表] Identification of New Genes Involved in C.elegans Thermotaxis Behavior. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakano, S., Jiang, T., Suzuki, T., Higashiyama, T. & Mori, I.
  • 学会等名: 19th International C. elegans Meeting
  • 発表場所: Los Angels, USA
• [学会発表] Toward the identification of behavioral strategies underlying C. elegans thermotaxis using the Multi-Worm Tracker. (2013)
  • 著者名/発表者名: Giles, A. C., Tsukada, Y., Nakano, S. & Mori, I.
  • 学会等名: 19th International C. elegans Meeting
  • 発表場所: Los Angels, USA
• [学会発表] G protein coupled receptor SRTX-1 is a key component for themosensation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sasakura, H., Ito, H., Suzuki, K., Kobayashi, K. & Mori, I.
  • 学会等名: 19th International C. elegans Meeting
  • 発表場所: Los Angels, USA
• [学会発表] Insights into the molecular mechanisms of memory rewriting in Caenorhabditis elegans. (2013)
  • 著者名/発表者名: Aoki, I. & Mori, I.
  • 学会等名: 19th International C. elegans Meeting
  • 発表場所: Los Angels, USA
• [学会発表] Design of the microchip device to dissect the neural circuits based on thermotactic behavior in C. elegans. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishida, Y., Nakajima, M., Jaehoon, J., Takeuchi, M., Kobayashi, K., Fukuda, T. & Mori, I.
  • 学会等名: 19th International C. elegans Meeting
  • 発表場所: Los Angels, USA
• [学会発表] High-speed, high-magnification tracking system for calcium imaging of neurite during free moving. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsukada, Y., Min, C., Fei, X., Hashimito, K., & Mori, I.
  • 学会等名: 19th International C. elegans Meeting
  • 発表場所: Los Angels, USA
• [学会発表] System identification for thermosensory neuron encoding thermal environment. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsukada, Y., Honda, N., Murase, A., Shimowada, T., Onishi, N., Kuhara, A., Ishii, S. & Mori, I.
  • 学会等名: 19th International C. elegans Meeting
  • 発表場所: Los Angels, USA
• [学会発表] Memory Circuits (2012)
  • 著者名/発表者名: Ikue Mori
  • 学会等名: Mittwochskolloquim,Max Planck Institute for Developmental Neurobiology
  • 発表場所: Max Planck Institute （テュービンゲン市 ドイツ）
  • 年月日: 2012-11-07
  • 招待講演
• [学会発表] 線虫の温度走性神経回路における光遺伝学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森 郁恵
  • 学会等名: 第35回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県）
  • 年月日: 2012-09-28
  • 招待講演
• [学会発表] オプトジェネティクスによる線虫神経回路の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森 郁恵
  • 学会等名: 文部科学省「包括型脳科学研究推進支援ネットワーク」夏のワークショップ
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県）
  • 年月日: 2012-07-25
  • 招待講演
• [学会発表] Dissecting information processing in neural circuits (2012)
  • 著者名/発表者名: Ikue Mori
  • 学会等名: 5th East Asia Worm Meeting
  • 発表場所: 救國團劍潭青年活動中心 （台北市 中華民国）
  • 年月日: 2012-06-27
  • 招待講演
• [学会発表] Memory, circuits and behavior (2012)
  • 著者名/発表者名: Ikue Mori
  • 学会等名: CSHL Asia Conference
  • 発表場所: Suzhou Dushu Lake Center (蘇州市 中華人民共和国）
  • 年月日: 2012-06-19
  • 招待講演
• [学会発表] Memory Circuits (2012)
  • 著者名/発表者名: Ikue Mori
  • 学会等名: EMBL Conference Series C. elegans neurobiology conference
  • 発表場所: EMBL Advanced Training Centre（ハイデルベルク市 ドイツ）
  • 年月日: 2012-06-16
  • 招待講演
• [学会発表] 線虫行動を制御する神経回路の動作原理解明を目指して (2011)
  • 著者名/発表者名: 森郁恵
  • 学会等名: 理研ASI細胞システムコロキウムシリーズ「理論生物学」第8回「線虫の高次行動」
  • 発表場所: 和光
  • 年月日: 2011-01-17
• [学会発表] Regulation of thermosensation by SRTX-1 (GPCR) in AFD the rmosensory neurons (2011)
  • 著者名/発表者名: Sasakura, H., Suzuki, K., Itoh, H., Mori, I.
  • 学会等名: the 18th International C.elegans Meeting
  • 発表場所: Los Angels, CA, USA
• [学会発表] Quantitative analysis of exploratory patterns during thermotaxis of C.elegans (2011)
  • 著者名/発表者名: Ochiai, Y., Tsukada, Y., Mori, I.
  • 学会等名: the 18th International C.elegans Meeting
  • 発表場所: Los Angels, CA, USA
• [学会発表] Long term calcium imaging of AFD thermosensory neuron revealed behavioral strategy for exploratory movements during thermotaxis (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsukada, Y., Shimowada, T., Ohnishi, N., Kuhara, A., Mori, I.
  • 学会等名: the 18th International C.elegans Meeting
  • 発表場所: Los Angels, CA, USA
• [学会発表] 線虫C.elegansにおいて、新規加水分解酵素AHO-3は行動可塑性を制御する (2011)
  • 著者名/発表者名: 西尾奈々, 毛利-塩見亮子, 平松尚也, 児玉-南波英志, 木村幸太郎, 久原篤, 森郁恵
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] 高速追尾システムを使った自由行動する線虫の神経突起蛍光イメージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 塚田祐基, 森郁恵
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Dissecting mechanism underlying neural signaling for thermotaxis in Caenorhabditis elegans (2011)
  • 著者名/発表者名: 太田智美, 中村文哉, 大西憲幸, 森郁恵
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] 線虫C.elegansにおける温度記憶の分子メカニズムの解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 塚本聡美, 小林暁吾, 森郁恵
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] 線虫から知る脳のしくみ (2011)
  • 著者名/発表者名: 森郁恵
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会市民公開講座「心とからだの生物学」
  • 発表場所: 横浜(招待講演)
• [学会発表] 線虫の行動と神経回路動態の解析から脳に迫る (2010)
  • 著者名/発表者名: 森郁恵
  • 学会等名: 日本比較生理生化学会第32大会公開シンポジウム「分子を感じ,分子に応える生物のしくみ」
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2010-07-18
• [学会発表] 行動を規定する神経回路システム動態の研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森郁恵
  • 学会等名: 戦略的創造研究推進事業(CRESTタイプ)「生命システムの動作原理と基盤技術」研究領域平成22年度公開シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-06-01
• [学会発表] Information processing of the neural circuit underlying learning and memory in C. elegans.
  • 著者名/発表者名: Ikue Mori
  • 学会等名: 1st Nagoya International Symposium on Neural Circuits
  • 発表場所: Nagoya
• [学会発表] 線虫C. elegansにおける学習と記憶を含む行動の分子神経遺伝学
  • 著者名/発表者名: 森郁恵
  • 学会等名: 日本遺伝学会第86回大会
  • 発表場所: 横浜
  • 招待講演
• [学会発表] 行動を規定する神経回路動態の分子神経生物学
  • 著者名/発表者名: 森郁恵
  • 学会等名: Neuro2013
  • 発表場所: 京都
  • 招待講演
• [図書] Optogenetics (2015)
  • 著者名/発表者名: Optogenetics in Caenorhabditis elegans
  • 出版者: Springer
• [図書] Thermosensory Learning in Caenorhabditis elegans. In: Invertebrate Learning and Memory (Eds: Menzel, R., Benjamin, P.) (2013)
  • 著者名/発表者名: Sasakura, H. & Mori, I.
  • 総ページ数: 600
  • 出版者: Academic Press
• [図書] Behavioral Analysis in Caenorhabditis elegans. In: Methods in Neuroethological Research (Eds: Ogawa, H., Oka, K.) (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsukada, Y. & Mori, I.
  • 総ページ数: 175
  • 出版者: Springer
• [図書] 「線虫を用いたオプトジェネティクス研究」『オプトジェネティクス―光工学と遺伝学による行動抑制技術の最前線』 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森郁恵、塚田祐基
  • 総ページ数: 324
  • 出版者: NTS出版
• [図書] " 線虫を用いたオプトジェネティクス研究" オプトジェネティクス-光工学と遺伝学による行動制御技術の最前線 (2013)
  • 著者名/発表者名: 塚田 祐基, 森 郁恵
  • 総ページ数: 288
  • 出版者: NTS出版
• [図書] "Behavioral Analysis in Caenorhabditis elegans" Methods in Neuroethological Research (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsukada, Y., Mori, I.
  • 出版者: Springer
• [備考] 名古屋大学大学院 理学研究科 生命理学専攻 生体構築論講座 発表論文
  • URL: http://elegans.bio.nagoya-u.ac.jp/~lab/japanese/paper.htm
• [備考]
  • URL: http://elegans.bio.nagoya-u.ac.jp/~lab/japanese/paper.htm
• [備考]
  • URL: http://elegans.bio.nagoya-u.ac.jp/~lab/japanese/paper.htm