線虫C.elegansの行動の中心的制御遺伝子の探索

線虫C.elegansを材料として、変異体の分離と解析により行動の中心的制御を行う遺伝子を探索する目的で、以下の研究を行った。(i)レリーサーとなる感覚刺激がなくても行動プログラムを発現する変異体の探索法:野生型は、餌の存在下でのみ摂食行動や脱糞行動を行う。餌の非存在下で蛍光ラテックスビーズの腸内への取込みや腸からの排出を測定するアッセイ法を開発した。これにより、餌による摂食行動や脱糞行動の制御に関する変異体を分離できるようになった。(ii)餌の効果が見られない変異体の解析:ブタノンへの走化性行動は行うが餌とブタノンの対提示による学習行動が異常なo1rn-1(ut305)変異体を解析した。細胞特異的プロモーターによるo1rn-1野生型cDNAの強制発現では、ブタノンを受容するAWC感覚神経を含む少数の神経細胞で発現させた場合のみ、表現型が野生型を示した。AWC感覚神経細胞は左右一対の片方でのみstr-2遺伝子を発現することが知られているが、o1rn-1(ut305)変異体ではどちらのAWCもstr-2遺伝子を発現せず、この異常が学習異常の原因らしいことを見つけた。(iii)忌避刺激が行動に与える効果:揮発性の忌避物質や高浸透圧などの忌避刺激を長時間与えた時に、それぞれの忌避行動がどのように変わるかを網羅的に調べ、これらの効果が異常な変異体を同定する基盤を確立した。(iv)感覚統合を調節するHEN-1蛋白質の信号を伝える遺伝子群:HEN-1の受容体の候補であるチロシンキナーゼ型受容体の遺伝子scd-2について、プロモーターを挿げ替えた実験により、神経での発現が野生型表現型に十分なこと、発生の過程でなく完成した神経系で機能することを明らかにした。これらの研究は発展する可能性があるので、新たな研究費により継続させたい。

線虫C.elegansを材料として、変異体の分離と解析により行動の中心的制御を行う遺伝子を探索する目的で、以下の研究を行った。(i)レリーサーとなる感覚刺激がなくても行動プログラムを発現する変異体の探索法:野生型は、餌の存在下でのみ摂食行動や脱糞行動を行う。餌の非存在下で蛍光ラテックスビーズの腸内への取込みや腸からの排出を測定するアッセイ法を開発した。これにより、餌による摂食行動や脱糞行動の制御に関する変異体を分離できるようになった。(ii)餌の効果が見られない変異体の解析:ブタノンへの走化性行動は行うが餌とブタノンの対提示による学習行動が異常なo1rn-1(ut305)変異体を解析した。細胞特異的プロモーターによるo1rn-1野生型cDNAの強制発現では、ブタノンを受容するAWC感覚神経を含む少数の神経細胞で発現させた場合のみ、表現型が野生型を示した。AWC感覚神経細胞は左右一対の片方でのみstr-2遺伝子を発現することが知られているが、o1rn-1(ut305)変異体ではどちらのAWCもstr-2遺伝子を発現せず、この異常が学習異常の原因らしいことを見つけた。(iii)忌避刺激が行動に与える効果:揮発性の忌避物質や高浸透圧などの忌避刺激を長時間与えた時に、それぞれの忌避行動がどのように変わるかを網羅的に調べ、これらの効果が異常な変異体を同定する基盤を確立した。(iv)感覚統合を調節するHEN-1蛋白質の信号を伝える遺伝子群:HEN-1の受容体の候補であるチロシンキナーゼ型受容体の遺伝子scd-2について、プロモーターを挿げ替えた実験により、神経での発現が野生型表現型に十分なこと、発生の過程でなく完成した神経系で機能することを明らかにした。これらの研究は発展する可能性があるので、新たな研究費により継続させたい。