線虫の嗅覚とその可塑性におけるRas-MAPキナーゼ経路の作用機構の解明

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線虫にあらかじめ匂い物質を嗅がせると、その匂い物質に対する化学走性が低下する。この嗅覚可塑性には介在神経AIYが重要な働きをしており、AIY神経におけるRas-MAPK経路の働きが必要であることを昨年度までに明らかにした。そこで本年度は、Ras-MAPK経路が下流で制御している機構について、特にグルタミン酸受容体との関連に注目して解析を行った。1.グルタミン酸受容体GLR-1がこの嗅覚可塑性に関与していることを既に見出している。そこでGLR-1もAIY神経において機能しているかを明らかにするために、glr-1変異体に細胞特異的にGLR-1を発現させるレスキュー実験を行った。その結果、GLR-1受容体もAIY神経で重要な働きをすることがわかった。2.AIY神経におけるGLR-1の局在を観察するために、GLR-1::GFPを発現させた。GLR-1::GFPはドット状に局在し、1本の神経あたりのドット数が電顕で報告されているポストシナプスの数と一致していたことから、ポストシナプスに正しく局在していることが示された。3.Ras-MAPK経路の変異体では、GLR-1::GFPの局在に異常があることが観察された。よって、Ras-MAPK経路はポストシナプスにおけるGLR-1受容体の局在を制御していると考えられる。4.さらに、匂い刺激を与えるとGLR-1の局在に変化が起こることを見出した。匂い刺激に応答してGLR-1::GFPのドットが明るくサイズが小さくなったことから、ポストシナプスのより狭い領域に局在を変化させたと考えられる。以上の結果より、Ras-MAPK経路は匂い刺激に応答してGLR-1グルタミン酸受容体の局在を変化させることにより、嗅覚可塑性を制御していることが明らかとなった。これらの成果は第26回日本分子生物学会年会において発表し好評を博した。また、科学誌に論文投稿中である。