| 研究課題/領域番号 |
21K15182
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
佐藤 博文 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任助教 (40779435)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 線虫 / 行動可塑性 / ナビゲーション |
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| 研究実績の概要 |
虫は経験した塩濃度を記憶し、餌と共に経験した場合はその塩濃度への誘引、飢餓と共に経験した場合は忌避行動を示す。そのため本研究では①線虫が経験塩濃度を記憶する機構の解明、②餌の有無に応じて行動を逆転させる機構の解明、の2つの課題に取り組む計画であった。
①について、まずプレシナプス側でどのような因子が働いているか検討を行った。先行研究から、細胞内で機能するシグナル伝達物質であるジアシルグリセロール、及びジアシルグリセロールの生産や分解を担うタンパク質の活性に応じて、線虫の塩嗜好性が変化することが示唆されている。また、感覚神経ASER内のジアシルグリセロール量は、塩濃度変化刺激が加わることで変化することが示唆されている。そのため、ASER神経の細胞内ジアシルグリセロール量の変化が条件付け塩濃度の影響を受けるかどうかを検証した。結果として、条件付け時の塩濃度によらず、塩濃度低下に対しては常に細胞内ジアシルグリセロール量が増加することが分かった。次にポストシナプス側で記憶の所在を示すような因子が存在するかを検討するため、介在神経におけるグルタミン酸受容体の局在や定量を試みた。興奮性受容体については、プロモーターの活性及び神経突起における局在は条件付け時の塩濃度による変化が見られなかった。一方でタンパク質量については経験塩濃度依存的に変化する可能性が示唆された。今後これについてさらなる検証を行う予定である。
②について、餌と共に条件付けした場合と飢餓条件付けした場合とで神経活動の変化に差が見られるかを検証した。その結果、感覚神経ASERの活動は餌の有無によってほぼ差は見られなかったが、介在神経については差が見られた。そのため感覚神経ー介在神経間のシグナル伝達の過程において餌の有無の影響が入っている可能性が示唆される。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究課題で設定された目標は、新型コロナウイルス流行の影響はあるものの、全体としてはおおむね想定の範囲内で進行している。今年度は、本研究課題で得られた実験結果の一部を論文として出版することができた。また本研究課題の遂行のために作製された実験系や測定システムなどについても、論文として出版され、研究代表者のみならずコミュニティ全体の研究活動に貢献することが期待される。以上の理由から、本研究課題はおおむね順調に進展していると考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後の研究の推進方策として、まずは当初の計画通り進めていく予定であるが、得られた結果に応じて臨機応変に方針を定める予定である。もし線虫の学習機構が概ね明らかになった場合、次の手として動物に普遍的な学習機構の解明を目指し、マウスなどより高等な動物を対象とした実験を行う予定である。具体的には課題②について、線虫で摂食条件付けと飢餓条件付けの応答を制御している因子が、哺乳類においても摂食状態に応じて変化しているかを解明する実験などが考えられる。これらの実験によって線虫のみならず、動物に普遍的なメカニズムが明らかになることが期待される。またその際には関連する研究の研究者と適宜連携をとる予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度は新型コロナウイルスの影響が依然として強く残っており、そのため当初の想定よりも実験や出張などでの支出が減少することになった。しかしその分次年度ではより多くの費用が発生することが想定される。また次年度ではこれまでの研究の延長となる実験のみならず、高等動物を対象とした実験などより発展的な研究を行う可能性もあり、それらのために助成金は使用される予定である
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