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モノアミン作動性ニューロンによる嗅覚嗜好性制御機構の解明

公募研究

研究領域行動適応を担う脳神経回路の機能シフト機構
研究課題/領域番号 15H01418
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
研究機関東京大学

研究代表者

榎本 和生  東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (80300953)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2016年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2016年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2015年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
キーワードドーパミン / ショウジョウバエ / 嗜好性行動 / スイッチ / 先天的 / モノアミン作動性ニューロン / オクトパミン / 嗅覚嗜好性 / 嗅覚回路
研究実績の概要

動物は特定の臭いや味に対して嗜好性を示すが、このような先天的な嗜好性は、しばしば発生にともない変化することが知られている。たとえば、ショウジョウバエ幼虫はアルコール類に対してほとんど嗜好性を示さないが、変態を経て成虫になると、アルコールに対して強い誘引性を示す。このような発生に伴う嗜好性変化はさまざまな動物種において観察されているが、その神経基盤はほとんど理解されていない。本研究では、ショウジョウバエ幼虫の嗜好性変化をモデルとして、その神経基盤の解明を目指した。まず、3齢幼虫(発生96時間)と蛹化直前幼虫(発生120時間)の嗅覚嗜好性を比較し、46個の化学物質のうち8個に対して嗜好性が変化することを見出した。特にプロピオン酸に対して、3齢幼虫は非常に強い誘引行動を示すのに対して、蛹化直前幼虫はほとんど興味を示さないようになった。この嗜好性スイッチに必要なニューロンの同定を行い、脳片半球あたり2個のニューロンのみが必要であることを見出した。さらにこの2個のニューロンはドーパミン作動性ニューロンであること、感覚情報の情報処理中枢であるキノコ体に投射することを明らかにした。ショウジョウバエのドーパミン受容体の1つDopEcR変異体では嗜好性スイッチが置きにくいこと、逆にドーパミン受容体DopEcRをキノコ体に高発現させると、3齢幼虫において嗜好性スイッチが起きる(プロピオン酸に対して誘引されなくなる)ことを示した。以上の結果から、ショウジョウバエ幼虫の先天的な嗜好性をスイッチさせるメカニズムとして、キノコ体におけるドーパミンシグナルを同定することに成功した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] DCLK1 phosphorylates the microtubule-associate protein MAP7D1 to promote axonal elongation in cortical neurons.2017

    • 著者名/発表者名
      Koizumi H, Fujioka H, Togashi K, Thompson J, Yate J, Gleeson J and Emoto K
    • 雑誌名

      Developmental Neurobiology

      巻: 77 号: 4 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1002/dneu.22428

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] How do neurons establish receptive fields?2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Emoto
    • 学会等名
      Chile-Japan Academic Forum
    • 発表場所
      Punta Arenas, Chile
    • 年月日
      2016-11-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular and cellular basis of dendrite remodeling2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Emoto
    • 学会等名
      EMBO Conference
    • 発表場所
      Munich, Germany
    • 年月日
      2016-06-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ショウジョウバエ幼虫における匂いに対する嗜好性を制御する神経メカニズムの解明2016

    • 著者名/発表者名
      大領悠介、榎本和生
    • 学会等名
      第39回 日本神経科学会
    • 発表場所
      横浜パシフィコ(神奈川県横浜市)
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] Dendrites: development and disease (edit by Emoto K, Wong R, Huang E and Hoogenraad C)2016

    • 著者名/発表者名
      Togashi K, Koizumi H, Kanamori T and Emoto K
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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