連合学習におけるインスリンシグナル伝達経路の機能の解明

• 研究課題/領域番号: 19370001
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 遺伝・ゲノム動態
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 飯野 雄一 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (40192471)
• 研究分担者: 國友 博文 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教 (20302812)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円); 2008年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円); 2007年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
• キーワード: 線虫 / 化学走性行動、 / 塩走性学習 / ASER感覚神経 / インスリン / PI3キナーゼ経路 / Gq / DAG / PKC経路 / グアニル酸シクラーゼ / カルシンテニン / アルツハイマー病 / アルカデイン / 学習 / 化学走性学習 / 行動変異性 / 感覚神経

研究概要

学習はヒトのみならず全る動物が持つ、神経系の基本的な機能である。それに関わる分子とその役割を分子生物学的に記載することは脳神経系の機能を理解するための基礎として重要である。このために、我々は分子行動遺伝学のためのモデル生物である線虫C.エレガンスを用いた。線虫の塩への化学走性に関する連合学習の実験系を用い、インスリン経路が学習に必須であることを明らかにしている。本研究はその理解を深め、関連する分子についても機能を明らかにすることを目的とした。インスリン経路の機能が昂進した変異体をもとにして新たな変異体を得ることにより、G蛋白質Gqの経路がインスリン経路と拮抗して働くことが明らかとなった。また、膜貫通型グアニル酸シクラーゼが学習における行動変化に必須であることがわかった。さらに、哺乳類の細胞膜貫通型蛋白質カルシンテニンの線虫ホモログが学習に必須であり、切断されて分泌された細胞外ドメインが機能に必須であることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] A trophic role for Wnt-Ror kinase signaling during developmental pruning in Caenorhabditis elegans (2009)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, Y., Hirotsu, T., Iwata, R., Kage-Nakadai, E., Kunitomo, H., Ishihara, T., Iino, Y., Kubo, T.
  • 雑誌名: Nat Neurosci 12 ページ: 981-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Parallel use of two behavioral mechanisms for chemotaxis in Caenorhabditis elegans (2009)
  • 著者名/発表者名: Iino, Y., Yoshida, K.
  • 雑誌名: J Neurosci 29 ページ: 5370-80
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lateralized gustatory behavior of C. elegans is controlled by specific receptor-type guanylyl cyclases (2009)
  • 著者名/発表者名: Ortiz, C. O., Faumont, S., Takayama, J., Ahmed, H. K., Goldsmith, A. D., Pocock, R., Mccormick, K. E., Kunitomo, H., Iino, Y., Lockery, S., Hobert, O.
  • 雑誌名: Curr Biol 19 ページ: 996-1004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Memory in Caenorhabditis elegans Is Mediated by NMDA-Type Ionotropic Glutamate Receptors (2008)
  • 著者名/発表者名: Kano, T., Brockie, P. J., Sassa, T., Fujimoto, H., Kawahara, Y., Iino, Y., Mellem, J. E., Madsen, D. M., Hosono, R., Maricq, A. V.
  • 雑誌名: Curr.Biol. 18 ページ: 1010-1015
  • 査読あり
• [雑誌論文] CASY-1, an ortholog of calsyntenins/alcadeins, is essential for learning in Caenorhabditis elegans (2008)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, D. D., Duan, Y., Matsuki, M., Kunitomo, H., Hutter, H., Hedgecock, E. M., Iino, Y.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 105 ページ: 5260-5265
  • 査読あり
• [雑誌論文] Caenorhabditis elegans DYF-11, an orthologue of mammalian Traf3ip1/MIP-T3, is required for sensory cilia formation (2008)
  • 著者名/発表者名: Kunitomo, H., Iino, Y.
  • 雑誌名: Genes Cells 13 ページ: 13-25
  • 査読あり
• [雑誌論文] CASY-1, an ortholog of calsyntenins/alcadeins, is essential for learning in Caenorhabditis elegans (2008)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, D.D., 他
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 105 ページ: 5260-5265
  • 査読あり
• [雑誌論文] Memory in Caenorhabditis elegans Is Mediated by NMDA-Type Ionotropic Glutamate Receptors (2008)
  • 著者名/発表者名: Kano, T., 他
  • 雑誌名: Curr.Biol. 18 ページ: 1010-1015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Caenorhabditis elegans DYF-11, an orthologue of mammalian Traf3ip1/MIP-T3,is required for sensory cilia formation (2008)
  • 著者名/発表者名: Kunitomo, H. Iino, Y.
  • 雑誌名: Genes Cells 13 ページ: 13-25
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular characterization of a novel RhoGAP, RRC-1 of the nematode Caenorhabditis elegans (2007)
  • 著者名/発表者名: Delawary, M., Nakazawa, T., Tezuka, T., Sawa, M., Iino, Y., Takenawa, T., Yamamoto, T.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 357 ページ: 377-82
  • 査読あり
• [学会発表] カルシンテニン/アルカデインの線虫ホモログCASY-1の学習における機能の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大野速雄, 他
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-12-12
• [学会発表] カルシンテニン/アルカデインの線虫ホモログCASY-1の学習における機能の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大野速雄, 他
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-12-12
• [学会発表] 線虫 C. elegans におけるインスリン/PI3キナーゼシグナル伝達経路による化学走性学習の制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 富岡征大, 他
  • 学会等名: 第31回 日本神経科学大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-07-11
• [学会発表] 線虫C.elegans におけるインスリン/PI3キナーゼシグナル伝達経路による化学走性学習の制 (2008)
  • 著者名/発表者名: 富岡征大, 他
  • 学会等名: 第31回 日本神経科学大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-07-11
• [学会発表] The mechanism of INS-1 secretion in the regulation of salt chemotaxis learning (2008)
  • 著者名/発表者名: 富岡征大, 他
  • 学会等名: Neuronal Development, Synaptic Function & Behavior C.elegans Topic Meeting #2
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-07-11
• [学会発表] Analysis of genes interacting with the insulin-like signaling pathway, which regulates salt chemotaxis learning in C. elegans (2008)
  • 著者名/発表者名: 安達健, 他
  • 学会等名: 第31回日本神経科学大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-07-10
• [学会発表] Analysis of genes interacting with the insulin-like signaling pathway, which regulates salt chemotaxis learning in C.elegans (2008)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Adachi, 他
  • 学会等名: 第31回日本神経科学大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-07-10
• [学会発表] The mechanism of INS-1 secretion in the regulation of salt chemotaxis learning (2008)
  • 著者名/発表者名: 富岡征大, 他
  • 学会等名: Neuronal Development, Synaptic Function & Behavior C. elegans Topic Meeting #2
  • 発表場所: 米国マディスン
  • 年月日: 2008-07-01
• [学会発表] 線虫の化学走性学習を制御するインスリン様シグナル伝達と神経回路の機能の解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 富岡征大, 他
  • 学会等名: 第30回 日本分子生物学会年会・第80回 日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-12-13
• [学会発表] 線虫の化学走性学習を制御するインスリン様シグナル伝達経路と相互作用する因子の解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 安達健, 他
  • 学会等名: 第30回 日本分子生物学会年会・第80回 日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-12-13
• [学会発表] 線虫の化学走性学習を制御するインスリン様シグナル伝達経路と相互作用する因子の解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 安達 健
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2007-12-13
• [学会発表] A Suppressor Screen for Genes that Regulate Salt Chemotaxis Learning in C. elegans (2007)
  • 著者名/発表者名: 安達健, 他
  • 学会等名: 第30回 日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-09-12
• [学会発表] CASY-1, a homolog of Calsyntenin/Alcadein, is essential for multiple forms of learning in C. elegans (2007)
  • 著者名/発表者名: 池田大祐, 他
  • 学会等名: 第30回 日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-09-11
• [学会発表] Functional analysis of CASY-1, a homolog of Calsytenin/Alcadein, essential for multiple forms of learning in C. elegans (2007)
  • 著者名/発表者名: 池田大祐, 他
  • 学会等名: 16th International C. elegans Meeting
  • 発表場所: 米国ロサンゼルス
  • 年月日: 2007-06-30
• [学会発表] The insulin/PI 3-kinase pathway and the neural circuit acting for salt chemotaxis learning (2007)
  • 著者名/発表者名: 富岡征大, 他
  • 学会等名: 16th International C. elegans Meeting
  • 発表場所: 米国ロサンゼルス
  • 年月日: 2007-06-29
• [学会発表] A Suppressor Screen for Genes that Regulate Salt Chemotaxis Learning in C. elegans (2007)
  • 著者名/発表者名: 安達健, 他
  • 学会等名: 16th International C. elegans Meeting
  • 発表場所: 米国ロサンゼルス
  • 年月日: 2007-06-29
• [図書] 線虫の走性行動と学習にかかわる分子と神経回路(実験医学) (2008)
  • 著者名/発表者名: 飯野雄一
• [図書] 生物の科学 遺伝 61(3) 特集 行動は遺伝子で決まるのか線虫の行動遺伝学() (2007)
  • 著者名/発表者名: 飯野雄一
• [図書] インスリン様シグナル伝達経路の学習におけるはたらき(蛋白質 核酸 酵素) (2007)
  • 著者名/発表者名: 飯野雄一, 富岡征大
• [図書] 神経間相互作用による線虫の化学走性行動の制御機構(細胞工学) (2007)
  • 著者名/発表者名: 飯野雄一
• [備考]
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/mgrl/IINO_lab/