情報の統合と連合学習の素過程の制御を担う神経回路と分子機構

负责控制信息整合和联想学习基本过程的神经回路和分子机制

• 批准号: 18022031
• 负责人: 石原 健
• 金额: $ 4.48万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18022031/
• 关键词: 学習; 脳; 神経回路; 記憶; 情報処理; 行動; 線虫; 遺伝子; 遺伝学

動物は、経験に応じて行動を変化させることにより、環境に適応している。このような行動可塑性を担うメカニズムの素過程について、線虫C.e1egansを用いた分子遺伝学的解析により研究を進めている。我々は、感覚情報の統合の制御に異常を示す変異体として、gcy-28変異体を同定している。この原因遺伝子は、多数のニューロンで発現している受容体型グアニル酸シクラーゼをコードする。本年度は、gcy-28変異体が、NaCIと飢餓の条件付けによる化学走性学習にも異常を示すことを見いだした。化学走性学習は、HEN-1/SCD-2経路とインスリンシグナル経路とにより独立に制御されている。そこで、これらの経路との相互作用を遺伝学的に解析したところ、化学走性学習には少なくとも3つの独立した経路が機能していることが分かった。生物が環境に適応するためには、記憶の保持時間が適切に制御されている必要がある。しかし、記憶を忘れるメカニズムには不明な点が多い。誘引性匂い物質ジアセチルに対する順応と化学走性学習をモデルとして、「記憶を忘れにくい」変異体の単離と解析によって、記憶を忘れるメカニズムの解析を行っている。ジアセチルに対する順応の記憶は約2時間維持されるのに対し、化学走性学習の記憶は約15分間しか維持されない。この2種類の行動可塑性を用いてスクリーニングを行い、変異体を合計4株同定した。これらの変異体は、嗅覚順応を用いて単離した変異体も化学走性学習の記憶が30分間以上保持され、反対に、化学走性学習を用いて単離した変異体も嗅覚順応の記憶が8時間以上保持されていた。さらに、中枢で起こる早期嗅覚順応の記憶も、いずれの変異体においても忘れにくかった。一方、匂い物質に対する応答、化学走性行動などには異常が見られないことから、化学走性学習や嗅覚順応における記憶の忘却には、共通の分子が働いていると考えられた。

Animal に応じて, empirical に応じて action を change させる させる とによ を を, environmental に adaptation 応 て る る る る. こ の よ う な action plasticity を bear う メ カ ニ ズ ム の element process に つ い て, 1 egans nematodes C.e を with い た molecules but 伝 learn analytical に よ を り research into め て い る. I 々 は, feeling 覚 intelligence の の suppression に abnormal を shown す - variant と し て, gcy - 28 - variant を be し て い る. こ の reason heritage 伝 は, most の ニ ュ ー ロ ン で 発 now し て い る by capacity size グ ア ニ ル acid シ ク ラ ー ゼ を コ ー ド す る. は, gcy - 28 this year - variant が, NaCI と hunger の conditions pay け に よ る chemical go study に も abnormal を shown す こ と を see い だ し た. Chemical walking learning シグナ, HEN-1/SCD-2 pathway と スリ スリ シグナ シグナ pathway とによ <s:1> independent に control されて る る る. そ こ で, こ れ ら の 経 road と の interaction を but 伝 learn に parsing し た と こ ろ, chemical go learn に は less な く と も 3 つ の independent し た 経 road が function し て い る こ と が points か っ た. The biological が environment に is suitable for 応するために 応するために, memory <s:1> retention time が is appropriate に control されて る る is necessary がある. <s:1> が <s:1>, memory を forget れるメカニズムに れるメカニズムに unclear な points が many を. Induce sexual 匂 い material ジ ア セ チ ル に す seaborne る shun 応 と chemical go study を モ デ ル と し て, "memory left を れ に く い" - variant の 単 from と parsing に よ っ て, memory left を れ る メ カ ニ ズ ム の parsing line を っ て い る. ジ ア セ チ ル に す seaborne る shun 応 の memory は about 2 time maintain さ れ る の に し seaborne, chemical go learning の memory about 15 points between は し か maintain さ れ な い. A total of 4 plants were used to determine the <s:1> action plasticity of 2 types of <s:1> using the を てス, リ, リ, ニ and グを rows and the を of the variant. こ れ ら の - variant は, olfactory 覚 shun 応 を with い て 単 from し た - variant も chemical go sexual が learning の memory more than 30 points between keep さ れ, anti に seaborne, chemical use learning を い て 単 from し た - variant も olfactory 覚 shun 応 が の memory more than 8 time keep さ れ て い た. さ ら に, central で こ る early olfactory 覚 shun 応 の memory も, い ず れ の - variant に お い て も forget れ に く か っ た. Side, 匂 い material に す seaborne る 応 answer, chemical sexual action な ど に は abnormal が see ら れ な い こ と か ら, chemical go learn や olfactory 覚 shun 応 に お け る memory の forget に は, common の molecular が 働 い て い る と exam え ら れ た.

项目成果

Genetic analysis of the sensory integration process in the neuronal circuit

神经元回路中感觉统合过程的遗传分析

• 发表时间: 2007
• 作者: Shinkai ,Y. and Ishihara;T.
• 通讯作者: T.

線虫の神経回路レベルで成立する嗅覚順応の分子メカニズム : Ras-MAPK経路によるグルタミン酸受容体の制御

线虫神经回路水平建立的嗅觉适应分子机制：Ras-MAPK 通路对谷氨酸受体的调节

• 发表时间: 2007
• 作者: 広津崇亮;石原健;西田栄介;飯野雄一
• 通讯作者: 飯野雄一

Molecular mechanisms regulating the sensory integration process in C. elegans

调节秀丽隐杆线虫感觉统合过程的分子机制

• 发表时间: 2007
• 作者: 新海陽一;石原健
• 通讯作者: 石原健

ADBP-1,a novel protein interacting with an RNA editing-enzyme ADR-2,modulates the Somatic expression of transgenes

ADBP-1 是一种与 RNA 编辑酶 ADR-2 相互作用的新型蛋白质，调节转基因的体细胞表达

• 发表时间: 2007
• 作者: Ohta H;et. al.
• 通讯作者: et. al.

線虫C. elegansにおける連合学習のメカニズム

线虫的联想学习机制

• 发表时间: 2008
• 期刊: 神経の分化, 回路形成, 機能発現(蛋白質核酸酵素200803号増刊) 53(4)
• 作者: Ohta H.;et al;石原 健
• 通讯作者: 石原 健