線虫の中枢系嗅覚順応を担う神経回路機能の解明と匂い情報の処理過程の可視化

• 研究課題/領域番号: 22680028
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 神経科学一般
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 広津 崇亮 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (70404035)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 24,050千円 (直接経費: 18,500千円、間接経費: 5,550千円); 2013年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2012年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2011年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2010年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
• キーワード: 嗅覚 / イメージング / 線虫 / 神経回路 / 順応 / Ras / 嗅覚受容体 / Ras-MAPK経路 / 嗅覚順応 / RNAi / 神経可塑性 / 嗜好性 / GEF

研究成果の概要

神経回路を介して成立する中枢系嗅覚順応について、線虫を用いた独自の系によって解析を行った。中枢系順応を担う神経回路の同定を行い、順応に関わる介在神経が順応成立前後で活性を変化させることを見出した。さらに、順応に必須の働きをするRasタンパク質の活性をin vivoイメージングできる系を確立し、Rasの活性ダイナミクスについて詳細な観察と制御メカニズムの解明を行った。また、匂いシグナルがインプットされる仕組みを明らかにするために、匂いと受容体との対応関係について網羅的に調べた。その結果を発展させ、同一の匂いでも濃度によって、反応する嗅覚神経だけでなく、反応する受容体も変化することを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Screening of Odor-Receptor Pairs in Caenorhabditis elegans Reveals Different Receptors for High and Low Odor Concentrations (2014)
  • 著者名/発表者名: Gun Taniguchi, Takayuki Uozumi, Keisuke Kiriyama, Tomoko Kamizaki, Takaaki Hirotsu
  • 雑誌名: Science Signaling 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo imaging of Ras protein's activity in olfactory neurons (2013)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Uozumi, Ryuji Yamada, Akiya Suzuki, Gun Taniguchi, Kazushi Yoshida, Yuichi Iino, Takeshi Ishihara & Takaaki Hirotsu
  • 雑誌名: Protocol Exchange 巻: 2013 ページ: 11-11
  • DOI: 10.1038/protex.2013.011
• [雑誌論文] Temporally-regulated quick activation and inactivation of Ras is important for olfactory behaviour (2012)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Uozumi, Takaaki Hirotsu, Kazushi Yoshida, Ryuji Yamada, Akiya Suzuki, Gun Taniguchi, Yuichi Iino & Takeshi Ishihara
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 2 号: 1 ページ: 500-500
  • DOI: 10.1038/srep00500
  • 査読あり
• [雑誌論文] 生体内における匂い刺激に応答したタンパク質の活性変化の可視化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 魚住 隆行 ら
  • 雑誌名: アロマリサーチ 巻: 13 ページ: 244-244
• [雑誌論文] 樹木由来のかすかな香り～生理･心理応答解析からみえること～ (2012)
  • 著者名/発表者名: 清水 邦義 ら
  • 雑誌名: アロマリサーチ 巻: 13 ページ: 202-208
• [雑誌論文] 匂いの濃度によって好みが変化する仕組み (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉田 和史 ら
  • 雑誌名: アロマリサーチ 巻: 13 ページ: 137-137
• [雑誌論文] Odour concentration-dependent olfactory preference change in C.elegans (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazushi Yoshida
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 3 号: 1 ページ: 739-739
  • DOI: 10.1038/ncomms1750
  • 査読あり
• [雑誌論文] Behavioral choice between conflicting alternatives is regulated by a receptor guanylyl cyclase GCY-28 and a receptor tyrosine kinase SCD-2 in AIA interneurons of C.elegans. (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinkai Y., et al
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 巻: 31 ページ: 3007-3015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Olfactory plasticity is regulated by pheromonal signaling in Caenorhabditis elegans. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamada K, et al
  • 雑誌名: Science 巻: 329 ページ: 1647-1650
  • 査読あり
• [学会発表] 線虫C. elegansの行動制御にはRas-MAPK経路によるグルタミン酸レセプターの局在制御が重要である (2013)
  • 著者名/発表者名: 濱川昌之、飯野雄一、広津崇亮
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] 線虫C. elegansを用いた、匂いが体内の生理機能に与える効果の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松尾拓也, 清水 邦義, 岡本 剛, 広津 崇亮
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] 線虫C. elegansを用いた中枢系嗅覚順応を担う神経回路の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松尾拓也, 広津 崇亮
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] he Ras-MAPK pathway plays multiple roles in the olfactory systems of C. elegans. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirotsu T
  • 学会等名: World Gene Convention
  • 発表場所: Haikou（中国）
  • 招待講演
• [学会発表] Screening of odor-receptor pairs reveals concentration-dependent switches in olfactory receptors (2013)
  • 著者名/発表者名: 魚住隆行, 谷口群, 桐山恵介, 紙崎智子, 広津 崇亮
  • 学会等名: Neuro2013
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] The Ras-MAPK pathway is important for foraging behavior in C. elegans (2013)
  • 著者名/発表者名: 濱川昌之, 飯野雄一, 広津 崇亮
  • 学会等名: Neuro2013
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] The Ras-MAPK pathway plays important roles in the olfactory systems of C. elegans. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirotsu T
  • 学会等名: World DNA and Genome Day
  • 発表場所: Nanjing（中国）
  • 招待講演
• [学会発表] 網羅的RNAiにより明らかにする線虫C. elegansの嗅覚受容体と匂い物質の対応 (2012)
  • 著者名/発表者名: 谷口 群 ら
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 線虫C. elegansを用いた中枢系嗅覚順応を担う神経回路の同定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松尾 拓也 ら
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 線虫C. elegansの摂食行動におけるRas-MAPK経路の働き (2012)
  • 著者名/発表者名: 濱川 昌之 ら
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] In vivoイメージングによって明らかにする素早いRasの活性変化の嗅覚行動への重要性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 魚住 隆行 ら
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] In vivo Imaging Reveals Regulatory Mechanisms and Functions of Ras Activity in Olfactory Neurons (2012)
  • 著者名/発表者名: Uozumi T. et al
  • 学会等名: The 35th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: Nagoya
• [学会発表] 線虫C. elegansを用いた中枢系嗅覚順応を担う神経回路の同定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松尾 拓也 ら
  • 学会等名: 日本遺伝学会第84回大会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 線虫C. elegansの摂食行動におけるRas-MAPK経路の働き (2012)
  • 著者名/発表者名: 濱川 昌之 ら
  • 学会等名: 日本遺伝学会第84回大会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 網羅的RNAiによる線虫C. elegansの嗅覚受容体と匂い物質の対応関係の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 谷口 群 ら
  • 学会等名: 日本遺伝学会第84回大会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] Neuronal mechanisms underlying olfactory preference change depending upon odor concentration (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshida K. et al
  • 学会等名: ISOT(International Symposium on Olfaction and Taste)
  • 発表場所: Stockholm（スウェーデン）
• [学会発表] Systematic identification of olfactory receptors for odorants (2012)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi G. et al
  • 学会等名: 5th East Asia Worm Meeting
  • 発表場所: Taipei（中華民国）
• [学会発表] In vivo Imaging of Ras Activity in Olfactory Neurons Suggests its Transient Activation is Important for Olfactory Behavior (2012)
  • 著者名/発表者名: Uozumi T. et al
  • 学会等名: 5th East Asia Worm Meeting
  • 発表場所: Taipei（中華民国）
• [学会発表] In vivo imaging of Ras activity in olfactory neurons suggests its transient activity change is important for olfactory behavior (2011)
  • 著者名/発表者名: 魚住隆行, 他
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜)
  • 年月日: 2011-12-14
• [学会発表] Systematic identification of olfactory receptor for odorants in C.elegans (2011)
  • 著者名/発表者名: 谷口群, 他
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜)
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] 線虫C.elegansにおける嗅覚受容体の網羅的解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 広津崇亮, 他
  • 学会等名: 第83回日本遺伝学会
  • 発表場所: 京都大学(京都)
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] In vivo imaging of Ras in olfactory neurons suggests its transient activation is important for olfactory behavior (2011)
  • 著者名/発表者名: 魚住隆行, 他
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜)
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] Coordinated change of acting sensory neurons is important for olfactory preference change depending upon odor concentration (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉田和史, 他
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜)
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] In vivo imaging of Ras activity in olfactory neurons suggests its transient activation is important for olfactory behavior (2011)
  • 著者名/発表者名: 広津崇亮, 他
  • 学会等名: 第63回日本細胞生物学会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌)
  • 年月日: 2011-06-28
• [学会発表] Olfactory preference switch depending on odor concentration is mediated by combinatorial change of acting sensory neurons (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshida K, et al
  • 学会等名: 18th International Worm Meeting
  • 発表場所: UCLA (Los Angeles, USA)
  • 年月日: 2011-06-24
• [学会発表] 線虫C.elegansの嗅覚神経におけるRasの活性化のライブイメージング (2010)
  • 著者名/発表者名: 魚住隆行, 他
  • 学会等名: BMB2010
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(神戸)
  • 年月日: 2010-12-07
• [学会発表] 線虫C.elegansにおける嗅覚受容体の網羅的探索 (2010)
  • 著者名/発表者名: 広津崇亮, 他
  • 学会等名: BMB2010
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(神戸)
  • 年月日: 2010-12-07
• [学会発表] Neural and Behavioral Mechanisms of Response to an Odorant Depending on its Concentration (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshida K., et al
  • 学会等名: East Asia C.elegans Meeting
  • 発表場所: National Olympics Memorial Youth Center(東京)
  • 年月日: 2010-07-12
• [学会発表] Ascaroside Pheromones Regulate Olfactory Plasticity through the SNET-1 Peptide (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamada K., et al
  • 学会等名: East Asia C.elegans Meeting
  • 発表場所: National Olympics Memorial Youth Center(東京)
  • 年月日: 2010-07-12
• [学会発表] Live imaging of Ras activity in olfactory systems in C.elegans. (2010)
  • 著者名/発表者名: Uozumi T., et al
  • 学会等名: C.elegansNeuro
  • 発表場所: Wisconsin(USA)
  • 年月日: 2010-06-30
• [学会発表] Ascaroside Pheromones Regulate Olfactory Plasticity through the SNET-1 Peptide (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamada K., et al
  • 学会等名: C.elegansNeuro
  • 発表場所: Wisconsin(USA)
  • 年月日: 2010-06-28
• [学会発表] Neural and Behavioral Mechanisms of Response to an Odorant Depending on its Concentration (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshida K., et al
  • 学会等名: C.elegansNeuro
  • 発表場所: Wisconsin(USA)
  • 年月日: 2010-06-28
• [備考] 広津研究室ホームページ
  • URL: http://www.biology.kyushu-u.ac.jp/̃bunsiide/hirostu_top.html
• [備考] 広津グループ ホームページ
  • URL: http://www.biology.kyushu-u.ac.jp/~bunsiide/hirostu_top.html
• [備考]
  • URL: http://www.biology.kyushu-u.ac.jp/~bunsiide/hirostu_top.h
• [備考]
  • URL: http://www.biology.kyushu-u.ac.jp/~bunsiide/