逃避行動最適化の１神経細胞における神経応答のシナプス解剖学的解析

点击翻译按钮获取中文摘要

行動最適化は、動物が環境や状況に応じて適した行動をとる機能である。中でも、身体の損傷リスクが高い有害刺激は命の危機に直結し、刺激の強さによって行動を適切に変えることが重要である。本研究は、この重要な生存戦略である「逃げる行動」の神経回路・動作基盤を知ることを目的とする。「１つの神経で、刺激の強さをどのように受け取り、次の神経に出力するか？」は重要な課題であるが、詳細はまだわかっていない。申請者はこれまでに、全ての神経の繋がりが明確な実験動物である線虫（C.elegans)を用いて、行動最適化の精度を観察する解析系を確立した。当該年度において、野生株の雌雄同体と雄で、逃避行動最適化のパターンが異なることを明らかにし、そのシナプス回路の絞り込みを行なった。C.elegansは、雌雄同体がXX型、雄がXO型の性決定様式をもつ。雄は、通常、性決定因子tra-1 (TRAnsformer)の発現が抑制されており、tra-1機能欠失型変異体（tra-1(If)）ではXX型の雄が発生する。本研究では、tra-1(If)変異体のXX型の雄は野生株のXO型の雄と同様の逃避行動パターンであることを示した。性差をもたらす神経回路を同定する目的で、このtra-1(If)変異体に対し、特定の神経でのtra-1レスキュー実験を行い、現在、2種類の神経のいずれかが原因であることを絞り込んだ。C.elegansでは、全シナプスの性差がすでに記載されている。行動性差の神経が同定できれば、シナプス回路もおのずと明らかになると期待される。本研究が目的とする、行動の最適化を担う「１つの神経」における、「シナプス」の機能を網羅的に解析した例はない。情報の入出力の全体像を理解しようとする試みは画期的であり、行動性差のシナプス機序についての最新の知見が得られると期待される。