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線虫神経系は、遺伝子から行動までを繋げて解析することが可能な理想的な実験系である。線虫は302個の神経細胞接続が全てわかっており、また発生初期の神経前細胞のレーザー破壊により、特定の神経細胞を除去した際の行動変異から、神経回路と行動との関係が調べられてきた。しかしながら、この方法は発生初期のL1幼虫で特定神経細胞を除去するため、除去された神経細胞以外の神経回路構成は全く発生の段階で変化していないことを前提として、行動実験結果と個別神経細胞との対応が取れてきた。しかしながらそのような対応の妥当性については十分には検討されていない。そのため簡便に個別神経細胞をその場破壊する実験技術の開発と破壊細胞と行動変化とを対応づける方法の開発は重要である。本研究では蛍光タンパク質KillerRedに着目して、線虫特定神経細胞のその場破壊技術と行動観察を併用し、特定神経細胞の行動への貢献度を見積もる方法を開発する。KillerRedは緑色光を照射することにより活性酸素種を生成することが知られている殺細胞効果を有する蛍光タンパク質である。本研究ではこの蛍光タンパク質を特定神経細胞に発現させ、任意のタイミングでその細胞破壊する系の確立を目指した。
本年度はAIY介在神経細胞に着目した。細胞質、細胞膜、ミトコンドリアへそれぞれ局在するように調製したKillerRedプラスミドをマイクロインジェクション法に線虫に導入したところ、細胞膜にKillerRedタンパク質を安定発現させる系の構築に成功した。この変異線虫について緑色光照射前後での後退行動の頻度を調べたところ、照射後に頻度は増大し、これはAIY神経細胞機能が不全であることが知られているttx-3変異体と同様であった。このことは、本方法により特定神経細胞のその場破壊に成功したことを示している。
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