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線虫の嗅覚学習をモデルとした記憶の忘却を担う分子・神経回路機構

研究課題

研究課題/領域番号 19H03326
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分46010:神経科学一般関連
研究機関九州大学

研究代表者

石原 健  九州大学, 理学研究院, 教授 (10249948)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2022年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2019年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
キーワード学習 / 記憶 / 忘却 / 線虫 / 遺伝学 / ジアシルグリセロール / 可塑性 / 想起 / 行動遺伝学 / イメージング
研究開始時の研究の概要

動物は、経験に基づき形成された記憶によって行動を様々に変化させる。この記憶が保持される時間は、環境条件などの忘却過程によっても制御されている。このような能動的な記憶の忘却については、実行経路や調節機構がほとんど分かっていない。本研究では、能動的な忘却とその調節に関わる分子・神経回路メカニズムを、とくにその制御機構や「忘却」と「想起できないこと」の違い等に着目して、明らかにすることを目指している。

研究成果の概要

動物は、様々な情報を記憶として保持しているが、その一部を忘却することによって、刻々と変化する環境に適応している。私達は、線虫C. elegansを用いて能動的な忘却のメカニズムを研究している。本研究では、学習した後に機能的な神経回路を可塑的に変化させることによって、忘却を制御していることを明らかにした。さらに、ジアシルグリセロールによって、記憶が神経細胞に存在しても想起できなくなることを明らかにした。この記憶の想起は、神経回路を通じて制御されていることを明らかにした。これらの成果は、高等動物での記憶を能動的に忘却するメカニズムの解明の基盤として重要である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、これまでほとんど明らかになってこなかった動物の能動的な忘却メカニズムに関する新しいメカニズムを解明しました。まず、学習後の神経回路の可塑性が忘却を制御していることが明らかになりました。さらに、ジアシルグリセロールによって記憶の想起が阻害されることも示されました。これらの結果は、高等動物における記憶の忘却メカニズムの理解に寄与し、認知症やPTSDなどの疾患に対する将来的な医薬品の開発につながる可能性があります。また、この研究は、学習と忘却のバランスが適切に保たれることが適応性のある行動に不可欠であることを示唆しており、生物の生存戦略に関する一般的な原則を明らかにする上でも重要です。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 8件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Regulation of Diacylglycerol Content in Olfactory Neurons Determines Forgetting or Retrieval of Olfactory Memory in<i>Caenorhabditis elegans</i>2022

    • 著者名/発表者名
      Arai Mary、Kurokawa Itsuki、Arakane Hoshinosuke、Kitazono Tomohiro、Ishihara Takeshi
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 42 号: 43 ページ: 8039-8053

    • DOI

      10.1523/jneurosci.0090-22.2022

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Behavioral Forgetting of Olfactory Learning Is Mediated by Interneuron-Regulated Network Plasticity in <i>Caenorhabditis elegans</i>2022

    • 著者名/発表者名
      Teo Jamine Hooi-Min、Kurokawa Itsuki、Onishi Yuuki、Sato Noriko、Kitazono Tomohiro、Tokunaga Terumasa、Fujiwara Manabi、Ishihara Takeshi
    • 雑誌名

      eneuro

      巻: 9 号: 4 ページ: 0084-0084

    • DOI

      10.1523/eneuro.0084-22.2022

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 3DeeCellTracker, a deep learning-based pipeline for segmenting and tracking cells in 3D time lapse images2021

    • 著者名/発表者名
      Wen Chentao、Miura Takuya、Voleti Venkatakaushik、Yamaguchi Kazushi、Tsutsumi Motosuke、Yamamoto Kei、Otomo Kohei、Fujie Yukako、Teramoto Takayuki、Ishihara Takeshi、Aoki Kazuhiro、Nemoto Tomomi、Hillman Elizabeth MC、Kimura Koutarou D
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 10

    • DOI

      10.7554/elife.59187

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] EGL‐4/PKG regulates the role of an interneuron in a chemotaxis circuit of C. elegans through mediating integration of sensory signals2021

    • 著者名/発表者名
      Hino Takahiro、Hirai Shota、Ishihara Takeshi、Fujiwara Manabi
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 26 号: 6 ページ: 411-425

    • DOI

      10.1111/gtc.12849

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Green fluorescent protein-based lactate and pyruvate indicators suitable for biochemical assays and live cell imaging.2020

    • 著者名/発表者名
      Harada K*, Chihara T*, Hayasaka Y*, Mita M, Takizawa M, Ishida K, Arai M, Tsuno S, Matsumoto M, Ishihara T, Ueda H, Kitaguchi T, Tsuboi T. *Equal contribution
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1038/s41598-020-76440-4

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Neuron ID dataset facilitates neuronal annotation for whole-brain activity imaging of C. elegans2020

    • 著者名/発表者名
      Yu Toyoshima, Stephen Wu, Manami Kanamori, Hirofumi Sato, Moon Sun Jang, Suzu Oe, Yuko Murakami, Takayuki Teramoto, Chanhyun Park, Yuishi Iwasaki, Takeshi Ishihara, Ryo Yoshida & Yuichi Iino
    • 雑誌名

      BMC Biology

      巻: 18 号: 1 ページ: 30-30

    • DOI

      10.1186/s12915-020-0745-2

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Neuropeptide NLP-47 and its receptor GNRR-1 promote forgetting of olfactory memory in C. elegans2022

    • 著者名/発表者名
      Yuuki Onishi Jamine Teo, Takeshi Ishihara
    • 学会等名
      CeNeuro2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analyses of neuropeptides and receptors required for forgetting2022

    • 著者名/発表者名
      Yuuki Onishi, Takeshi Ishihara
    • 学会等名
      記憶研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of diacylglycerol content in olfactory neurons determines forgetting or retrieval of olfactory memory in Caenorhabditis elegans2022

    • 著者名/発表者名
      Mary Arai, Takeshi Ishihara
    • 学会等名
      記憶研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 神経ペプチドNLP-47とその受容体GNRR-1は、線虫C. elegansの嗅覚学習の忘却を促進する2022

    • 著者名/発表者名
      大西 湧己 ジャミン テオ 石原 健
    • 学会等名
      日本神経科学学会大会(Neuro2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Diacylglycerol content controls proper memory utilization through switching between forgetting and retrieving2021

    • 著者名/発表者名
      Arai, M., Ishihara, T.
    • 学会等名
      International worm meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The regulation of olfactory circuit by EGL-4/PKG2021

    • 著者名/発表者名
      Hino, T., Hirai, S., Ishihara, T. Fujiwara, M.
    • 学会等名
      International worm meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Identification of Neuropeptides accelerating forgetting in C. elegans with a reverse genetic apporach2021

    • 著者名/発表者名
      Onishi, Y. Teo, J., Kitazono, T., Ishihara, T.
    • 学会等名
      International worm meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 線虫の嗅覚記憶の忘却におけるAIA介在神経の関与2021

    • 著者名/発表者名
      Teo, J. Ishihara, T.
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [学会発表] 神経ペプチドNLP-47は線虫のC. elegansの嗅覚学習の忘却を促進する2021

    • 著者名/発表者名
      大西湧己、Teo, J.,石原 健
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [学会発表] 線虫の脳における複数の情報処理の実行機構2021

    • 著者名/発表者名
      藤原学 平井祥太 石原健
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [学会発表] 線虫 C. elegans を用いて高精度な神経回路解析を行うことを目指し た実験系の改良2021

    • 著者名/発表者名
      白井洸充 大江紗 村上悠子 豊島有 飯野雄一 他 石原健
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 全脳イメージングを用いた線虫の機能的神経回路の同定に向けて2020

    • 著者名/発表者名
      遠藤 雄人,Chentao Wen、三浦 拓也、熊谷 里加子、石原 健、木村 幸太郎
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 3DeeCellTracker: 三次元時系列画像データから細胞活動を追跡・抽出する深層学習を用いたソフトウェア2020

    • 著者名/発表者名
      *木村 幸太郎、三浦 拓也、Venkatakaushik Voleti、藤江 由香子、寺本 孝行、石原 健、Elizabeth M.C. Hillman、Chentao Wen
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 線虫C. elegansにおける忘却促進を担うシグナルの解析2019

    • 著者名/発表者名
      大西 湧己、Jamine Teo、北園 智弘、石原 健
    • 学会等名
      次世代脳プロジェクト2019年度冬のシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 嗅覚応答にかかわる機能的神経回路の可塑性はいかにして行動を制御するのか2019

    • 著者名/発表者名
      一ノ瀬 元成、村上 悠子、豊島 有、大江 紗、Stephen Wu、金森 真奈実、寺本 孝行、Moon-Sun Jang、佐藤 博文、吉田 亮、飯野 雄一、石原 健
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Identification of Signaling Factors Accelerating Memory Erasing in C. elegans2019

    • 著者名/発表者名
      Yuuki Onishi, Jamine H. Teo, Tomohiro Kitazono, Takeshi Ishihara
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Genetic Analyses of Neuropeptides Regulating Forgetting of Olfactory Adaptation in C. elegans.2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Onishi, J. Teo, T. Kitazono, T. Ishihara
    • 学会等名
      22nd International C.elegans Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cellular analysis in forgetting of an olfactory memory in Caenorhabditis elegans.2019

    • 著者名/発表者名
      J.Hooi Min. Teo, Tomohiro Kitazono, Takeshi Ishihara
    • 学会等名
      22nd International C.elegans Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Serotonin and DAG signals regulate active forgetting of olfactory adaptation.2019

    • 著者名/発表者名
      M. Arai, A. Inoue, T. Ishihara
    • 学会等名
      22nd International C.elegans Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gonadal maturation changes chemotaxis to a food-associated odorant through a guanylyl cyclase GCY-28.2019

    • 著者名/発表者名
      M. Fujiwara, H. Wada, T. Ishihara
    • 学会等名
      22nd International C.elegans Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 分子遺伝学研究室へようこそ

    • URL

      http://www.biology.kyushu-u.ac.jp/~bunsiide/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [備考] 九州大学 分子遺伝学研究室のホームページへようこそ

    • URL

      http://www.biology.kyushu-u.ac.jp/~bunsiide/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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