計画研究
1.短期記憶、特に刺激強度の記憶:線虫は、餌を与えて飼育されていた際の塩濃度を記憶し、その塩濃度に向かう。この行動に重要なPLC/DAG/PLC経路の動態を知るため、FRETによりDAG量に応じて蛍光が変化するDownward DAG2をASER神経に発現させて蛍光測光を行った。この結果、ASERのDAG量が塩濃度変化につれて変化することがわかった。このことは、DAGが実際に記憶を形成しそれを行動に結びつける機能に中心的に関わっていることを示唆する。2.長期記憶、短期から長期への固定化:以前より長期記憶の実験系の構築を試みていたが、塩と餌、塩なしと餌無しという条件を繰り返し与えることにより、繰り返しなしでの場合と比べて塩走性が長期に亘って変化するアッセイ系を見いだすことに成功した。いくつかの変異体について調べたところ、グルタミン酸受容体の変異体で長期記憶に欠損があることがわかった。3.一細胞での分別記憶の機構:ASE感覚神経は塩類を受容することが知られ、これまでよく知られていたASERに対し、ASEL神経が行動可塑性に関わるかは明らかでなかった。しかし今年度、Na+に対する化学走性実験やASELを光刺激する実験により、ASELも過去の経験に依存した行動変化に寄与することが明らかになった。4.マウスにおける学習関連遺伝子の機能解析:飢餓により飼育塩濃度を避けるようになる学習に必要な遺伝子としてみつかった線虫CASY-1の哺乳類ホモログであるカルシンテニンは、マウスには3つの遺伝子があり、それらの機能的役割は十分解明されていない。そこでこれら3つの遺伝子を破壊した遺伝子改変マウスを作成しその機能を調べることを計画した。今年度はCRISPR/Cas9法の導入を行い、効率よく遺伝子破壊ができることがわかったので、来年度は実際に3つのカルシンテニンのノックアウトを行う。
2: おおむね順調に進展している
飢餓に依存した学習についてはインスリン受容体の局在制御の機構について今年度論文を発表した。塩濃度記憶に依存して行動が逆転する機構についても光遺伝学を用いて神経回路の一部が明らかになり論文を発表した。DAG経路や長期記憶、ASEL神経の機能の解明も進んでおり、概して順調といえる。
DAGの塩濃度記憶との関係についてはさらに変異体での測定などを進めて記憶の実体にせまる。長期記憶についてはグルタミン酸受容体の動態を調べる。一細胞認識機構についてはグルコースやCl-以外のイオンも含め、分別機構を調べていく。CRISPR/Cas9の実験系に関するノウハウは溜まってきたので、マウスの3つのカルシンテニンのノックアウトを同時に進める。
すべて 2015 2014
すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 8件、 謝辞記載あり 8件) 学会発表 (17件) (うち招待講演 3件)
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