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動物は、外界からの様々な情報を中枢神経系で処理し、環境に適切に応答している。このような情報処理は、多数の神経細胞で構成された神経回路において行われている。我々は、最も単純な情報処理の一つと考えられる感覚情報の統合の分子・神経回路メカニズムを、線虫C.elegansをモデルとした遺伝学的手法を用いて解明しようとしている。我々は、誘引物質ジアセチルと忌避物質銅イオンとの行動選択を用いて感覚情報の統合を測定している。我々が同定した感覚情報の統合に異常を持つ変異体の解析から、受容体型グアニル酸シクラーゼと受容体チロシンキナーゼが一対の介在ニューロンAIAで働くことによって、感覚情報の統合を制御していることが明らかになった。そこで、このAIAニューロンを遺伝学的に除去したり、不活性化したりした線虫を作成して、その感覚情報の統合の表現型を解析した。これらの線虫は、感覚情報の統合に異常を持つ変異体と同様に野生型とは異なり、銅イオンからの忌避反応を優先するように行動選択を行った。これらの結果は、行動選択を一対の介在ニューロンが制御していることを示している。このAIAニューロンは、ジアセチルを受容するAWA感覚ニューロンと銅イオンを受容するASH感覚ニューロンの両方から入力を受けていることが、神経回路図から明らかになっている。そこで、AIAニューロンの神経活動を、ライブイメージングによって解析したところ、ジアセチル刺激によって興奮することが明らかになった。これらの行動選択のメカニズムに関する知見は、高等動物における意思決定のメカニズムの研究の基盤となると考えられる。
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