2021 Fiscal Year Annual Research Report
Neural mechanism of olfactory habituation in Drosophila pheromone sensing
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18K06329
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
江島 亜樹 東京大学, 定量生命科学研究所, 協力研究員 (00548571)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 神経可塑性 / フェロモン / 嗅覚 / 馴化 / ショウジョウバエ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ある匂いを嗅ぎ続けると、やがてその匂いを感じなくなる。これは感覚神経系における馴化現象の一つで、恒常的な刺激を知覚しにくくすることにより、新たな刺激を検知しやすくする機能があると考えられる。本研究では、比較的単純な脳構造をもつキイロショウジョウバエのフェロモン応答をモデルに、匂いの馴化および脱馴化を制御する神経分子基盤の解明を目指す。
オスの求愛意欲を抑制するオスフェロモン成分11-cis-vaccenyl-acetate （cVA）への応答感受性は、フェロモン環境に応じて可塑的に変化する。フェロモン情報の強度は、嗅覚一次中枢内における複数の神経間の相互作用によって調整されるという新たな知見を得たことから、この局所回路においてどのような情報修飾が行なわれているのか、まず、その接続様式を免疫組織学的に解析した。cVAへの応答抑制（馴化）には介在神経への抑制性神経伝達物質γ-aminobutyric acid （GABA）の入力が必須であることから、この介在神経はcVA情報を強化する役割を持つことが推定される。しかし、この介在神経とcVA嗅神経の間に興奮性の化学シナプスは確認されなかった。
次に、この回路内の介在神経特異的に温度感受性の神経活性因子もしくは抑制因子を強制発現させ、一過的に神経活動を亢進もしくは抑制させた時のフェロモン応答を解析し、回路の接続性を検証したところ、介在神経がcVA情報の強化に寄与していることが明らかとなった。
一方、エンハンサートラップ系統のスクリーニングより、オス特異的にcVA糸球体DA1に投射をもつ嗅覚二次神経が見出された。解剖学的解析に加えてリアルタイムイメージングと神経活性操作実験により、この神経は、嗅覚だけでなく味覚や聴覚刺激など入力信号のANDゲートとして働き、パターン行動の順序を決定することを発見した。
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