ショウジョウバエ内部状態に依存したリズミックな神経活動の分子基盤の解明

動物には、環境からの情報を統合するため、脳内に情報を一時的に保存する機構が備わっている。情報の一時的な保存は、外的刺激に依存しない神経活動により担われると考えられる。このような活動をする神経細胞はリズミックな神経活動を行うことが明らかになってきてはいるが、リズム生成の分子機構の詳細は未解明である。本研究は、ショウジョウバエ脳内にて、申請者が神経活動イメージングの際に見出した「求愛行動を誘発する刺激を与えることにより誘導されるリズミックな神経活動が刺激終了後も持続する」活動パターンをとる神経細胞に着目する。この細胞を含む神経回路を単一細胞レベルで特定・操作し、リズミックな神経活動が神経回路や動物の行動に与える摂動を明らかにする。以上により、リズミックな神経活動を生成する分子機構を解明し、情報の統合や情報の一時保存などといった生理的意義を理解することを目的とする。当該年度においては、昨年度までに行った阻害剤を用いた神経活動イメージング実験において必要性が示唆されたチャネル分子について、このチャネル分子が、動物の行動レベルでどのような影響を与えるのかを調べるための行動実験系の整備を行った。現在、整備した行動実験系を用いて、チャネル分子の必要性の検討を行なっている。さらに、このチャネル分子の活性制御に関して、いくつかの翻訳後修飾が担うことが報告されており、これらの翻訳後修飾の関与に関しても検討している。

動物には、環境からの情報を統合するため、脳内に情報を一時的に保存する機構が備わっている。情報の一時的な保存は、外的刺激に依存しない神経活動により担われると考えられる。このような活動をする神経細胞はリズミックな神経活動を行うことが明らかになってきてはいるが、リズム生成の分子機構の詳細は未解明である。本研究は、ショウジョウバエ脳内にて、申請者が神経活動イメージングの際に見出した「求愛行動を誘発する刺激を与えることにより誘導されるリズミックな神経活動が刺激終了後も持続する」活動パターンをとる神経細胞に着目する。この細胞を含む神経回路を単一細胞レベルで特定・操作し、リズミックな神経活動が神経回路や動物の行動に与える摂動を明らかにする。以上により、リズミックな神経活動を生成する分子機構を解明し、情報の統合や情報の一時保存などといった生理的意義を理解することを目的とする。当該年度においては、昨年度までに行った阻害剤を用いた神経活動イメージング実験において必要性が示唆されたチャネル分子について、このチャネル分子が、動物の行動レベルでどのような影響を与えるのかを調べるための行動実験系の整備を行った。現在、整備した行動実験系を用いて、チャネル分子の必要性の検討を行なっている。さらに、このチャネル分子の活性制御に関して、いくつかの翻訳後修飾が担うことが報告されており、これらの翻訳後修飾の関与に関しても検討している。