動物の低温馴化における新規全身型サーキュラー神経回路の光遺伝学解析

脳神経系における記憶学習や環境応答の神経回路機構の解明は重要なトピックである。本研究では、申請者が確立したC. elegansの温度応答に 関わるシンプルな神経回路解析系をつかい個体の温度馴化に関わる分子神経機構を同定することを目指して解析を進めている。前年度までの解析から見つかってきた、ホ乳類から線虫まで記憶に関わることが知られている転写因子CREBの機能が欠損している線虫C. elegansの変異体が、野生株に比べ新しい温度への順化に時間がかかる現象が見つかってきたため、この現象に関わる神経回路の生理的機構を解き明かすために、カルシウムイメージング法をもちいた解析を行った。当該度は、前年度までに構築した温度馴化の神経回路モデルをもとに、カルシウムイメージングによろ神経回路活動の測定を進め、構築した神経回路モデルを検証し、温度受容ニューロンASJから尾部介在ニューロンPVQを介して頭部RMG介在ニューロンに温度情報を伝達する神経回路の生理学的な動態を捉えることができたため、温度順化の神経回路モデルを提唱することができた(Motomura et al., PNAS, 2023)。一方で、光応答性チャネルを用いて、神経回路活動を操作し、作製した神経回路モデルを検証する解析に関しては、光応答性チャネルが思い通りに発現しなかったため、解析が上手くいかなかったため、異なるチャネルを用いた解析を今後行う予定である。また、前年度までのRNA-seq解析から同定された、温度刺激に応じて発現変動する分子や発現変動が起きない分子に関して、全身性の神経回路が影響を与える組織として腸を同定した。

脳神経系における記憶学習や環境応答の神経回路機構の解明は重要なトピックである。本研究では、申請者が確立したC. elegansの温度応答に 関わるシンプルな神経回路解析系をつかい個体の温度馴化に関わる分子神経機構を同定することを目指して解析を進めている。前年度までの解析から見つかってきた、ホ乳類から線虫まで記憶に関わることが知られている転写因子CREBの機能が欠損している線虫C. elegansの変異体が、野生株に比べ新しい温度への順化に時間がかかる現象が見つかってきたため、この現象に関わる神経回路の生理的機構を解き明かすために、カルシウムイメージング法をもちいた解析を行った。当該度は、前年度までに構築した温度馴化の神経回路モデルをもとに、カルシウムイメージングによろ神経回路活動の測定を進め、構築した神経回路モデルを検証し、温度受容ニューロンASJから尾部介在ニューロンPVQを介して頭部RMG介在ニューロンに温度情報を伝達する神経回路の生理学的な動態を捉えることができたため、温度順化の神経回路モデルを提唱することができた(Motomura et al., PNAS, 2023)。一方で、光応答性チャネルを用いて、神経回路活動を操作し、作製した神経回路モデルを検証する解析に関しては、光応答性チャネルが思い通りに発現しなかったため、解析が上手くいかなかったため、異なるチャネルを用いた解析を今後行う予定である。また、前年度までのRNA-seq解析から同定された、温度刺激に応じて発現変動する分子や発現変動が起きない分子に関して、全身性の神経回路が影響を与える組織として腸を同定した。