計画研究
ショウジョウバエの一次感覚ニューロンであるClass IV dendritic arborization neuron (Class IV neuron)をモデル細胞として、以下の成果をあげた。Class IV neuron は異なる侵害性刺激（高温、機械刺激、短波長光）に応答し、各々に対して固有の忌避行動を惹起させる。幼虫腹部への高温刺激は、体全体を側方に回転させる行動（Rolling）を生じさせる。一方、幼虫頭部への光刺激は、頭部を転向させる行動（Head turning）を惹起させる。このことから、Class IV neuronは感覚入力を弁別的に処理して、下流の回路に情報を伝えていると考えられる。腹部体節のClass IV neuronを赤外線レーザーにより熱刺激したところ、樹状突起の広範にわたる一過的なCa2+上昇（Ca2+ transient）がみられた。同時に、高頻度発火とそれに続く停止期で構成されるBurst-and-Pause型の発火パターンが発生した。この2つの生理現象は、L型電位依存性Ca2+チャネル（L-type VGCC）のα1サブユニット遺伝子のノックダウンにより著しく発生確率が減少した。さらに、Class IV neuron特異的にL-type VGCCをノックダウンした個体は熱忌避Rolling行動の遅延を示した。よって、Class IV neuronにおけるL-type VGCC依存的なBurst-and-Pause型の発火パターンが、熱忌避Rolling行動の指令信号である可能性を考えた。熱刺激とは対照的に、Class IV neuronを光刺激した際にはCa2+ transientは起きず、低頻度の一様発火が発生した。以上の結果から、熱刺激と光刺激は異なる符号様式によって伝達され、各々に固有の忌避行動を引き起こすと考えられた。
2: おおむね順調に進展している
神経活動を細胞外記録法でモニターする系の立ち上げに、予想外に時間を要したが、現時点では再現性よく記録できるようになった。
我々の研究結果から、burst and pause型発火パターンが熱忌避行動（回転行動）を、発火停止期を伴わない発火頻度の上昇が光忌避行動（首振り行動）をコードし、下流でデコードされている仮説を立てた（pause-coding 仮説）。光遺伝学の手法を用いてこの仮説を検証する。
すべて 2014 2013 その他
すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (18件) (うち招待講演 1件) 備考 (4件)
Analytical Chemistry
巻: 85(16) ページ: 7889-7896
10.1021/ac4015325.
Developmental Cell
巻: 27(5) ページ: 530-544
10.1016/j.devcel.2013.10.024
http://www.jsdb.jp/leaders/post-19.html#000277
http://www.jsdb.jp/leaders/post-20.html#000278
http://www.cellpattern.lif.kyoto-u.ac.jp/research/long1/index.html
http://www.lif.kyoto-u.ac.jp/j/?post_type=labos&p=148
