2003 Fiscal Year Annual Research Report
生物の階層性に基づく長期記憶成立メカニズムの包括的解析
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03J05820
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Research Institution | Tokai University |
Principal Investigator |
畠山 大 東海大学, 開発工学部, 特別研究員(PD)
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Keywords | 軟体動物腹足類 / 味覚嫌悪学習 / 転写調節因子C / EBP / 一酸化窒素 / 長期記憶 |
Research Abstract |
動物の学習およびその記憶の保持に関わる神経メカニズムの研究は,現在の神経生物学において最も関心の高い分野の一つである.本研究では,軟体動物腹足類ヨーロッパモノアラガイ(Lymmaea stagnalis)を用いて,連合学習の1つである味覚嫌悪学習の神経メカニズムを解析した. 学習・記憶形成機構のうち長期記憶を引き起こすメカニズムの中に,遺伝子発現による新しいタンパク質合成という過程が必要であると考えられている.そこで,味覚嫌悪学習成立において重要な働きをすると予想される転写調節因子CCAAT/enhancer binding Protein(C/EBP)をクローニングし,中枢神経系におけるC/EBP mRNAおよびタンパク質の局在を組織学的に解析した.その結果,C/EBP mRNAおよびタンパク質は特にB2運動ニューロンに局在していることが分かった.ウェスタン・ブロッティング法により,B2運動ニューロンを含む口球神経節のC/EBPの翻訳レベルおよびリン酸化レベルは学習によって増加することが分かった.これらの結果より,C/EBPの発現が味覚嫌悪学習の成立に重要な役目を果たしていると考えられた. また,これまでの報告により,上記のB2運動ニューロンから放出される一酸化窒素(NO)が,モノアラガイの味覚嫌悪学習成立時における咀嚼運動抑制の重要な要因であると示唆されている.また,モノアラガイのNO合成酵素(NOS)は遺伝子の上流にC/EBPが結合しうる塩基配列を持ち,その発現はC/EBPによって制御されることが示唆された.そこで,B2運動ニューロンにおけるNOSのmRNA量を単一細胞定量RT-PCR法で解析したところ,味覚嫌悪学習成立後2時間の個体でNOSのmRNA量が有意に増加していることが明らかになった.これらの結果から,B2運動ニューロン内において,C/EBPによってNOS遺伝子が転写活性を受け,NOSが増加したことによってより多くのNOが産生され,味覚嫌悪学習が成立したモノアラガイの咀嚼運動を抑制していることが示唆された.
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Research Products
(5 results)
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[Publications] Hatakeyama D, Sadamoto H, Ito E.: "Quantitative Real-Time RT-PCR Method for Estimation of mRNA Level of CCAAT/Enhancer Binding Protein in the Central Nervous System of Lymnaea stagnalis."Acta Biologica Hungarica. (in press). (2004)
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[Publications] Wagatsuma A, Sugai R, Chono K, Azami S, Hatakeyama D, Sadamoto H, Ito E.: "The early snail acquires the learning -Comparison of scores for conditioned taste aversion between the morning and the afternoon-."Acta Biologica Hungarica. (in press). (2004)
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[Publications] Fujie S, Yamamoto T, Murakami J, Hatakeyama D, Shiga H, Suzuki N, Ito E.: "A nitric oxide/cyclic GMP signaling pathway underlies the modulation of electrical oscillations in a central olfactory organ."Journal of Neurobiology. (in press). (2004)
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[Publications] Hatakeyama D, Sadamoto H, Wagatsuma A, Sugai R, Kitahashi T, Sakakibara M, Urano A, Ito E.: "Changes in the mRNA and protein level of C/EBP in the key neurons for the conditioned taste aversion of the pond snail Lymnaea stagnalis."Society for Neuroscience Abstracts. 92.6 (2003)
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[Publications] Sugai R, Sadamoto H, Hatakeyama D, Azami S, Ito E.: "Distribution of transcription factors involved in long-term memory in the central nervous system of the pond snail Lymnaea stagnalis."Society for Neuroscience Abstracts. 92.5 (2003)