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嗅覚は動物の生命の維持のために非常に重要な感覚の１つである。自然界に数十万といわれる匂い分子を情報コードとしてどのように受容識別されているのか長年謎であったが、近年、嗅覚受容体が発見されたことをきっかけに、そのメカニズムを知るための重要な知見が末梢レベルにおいて報告されてきた。これらの報告によって嗅覚が神経回路の研究のモデルシステムとして非常に有用であることが示唆され、今後さらに末梢から高次中枢における嗅覚の情報処理メカニズムが解明されることが期待されてきている。
本研究は嗅覚系において先天的な情動行動を誘因する神経回路の詳細を明らかにするために、末梢のレベルから２次ニューロン―高次中枢へと段階的に網羅的に実証実験を展開していくことを目的としている。申請者はこれまでに情動行動（恐怖行動）を誘因する特定の匂い物質TMTに特異的に活性化される受容体を同定し、その中からTMTに対して最も親和性の高い受容体を用い、数種の改変マウスを作製した。改変マウスの中の1つはTMTに特異的に活性される嗅覚神経にのみ特異的にチャンネルロドプシン-YFPを発現するようデザインされており、このマウスのチャンネルロドプシンを発現する糸球体はTMTに強く活性化される領域に局在し、TMTの匂い刺激によって活性化されることがオプテイカルイメージングによって確認できた。現在このマウスを用いて単一の糸球体からの光刺激によって行動を誘発できるよう光条件を検討している。これにより今後マウスのInnateな行動を誘因する神経活動の詳細や学習による神経回路とその可変性を検証する実験を行っていく予定である。また、受容体のノックアウトのマウスやその他の改変マウスを申請者がセットアップした神経活動・行動解析装置を用いて解析し、高次中枢における嗅覚刺激によって誘因される情動行動に関わる神経回路の詳細を検索していく。
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