線虫Ｃ．　ｅｌｅｇａｎｓを用いた神経回路における忘却促進の分子メカニズム

本研究では記憶の忘却の分子機構を明らかにするために、線虫C. elegansにおける匂い物質ジアセチルへの嗅覚順応をモデルとして解析を進めている。先行研究において、TIR-1/JNK-1経路が嗅覚順応の忘却を促進することが明らかになっている（Inoue, A. et al., 2013）。これを受けて、本研究では、忘却を促進する分子機構において、この経路の下流の分子機構を明らかにすることを目的としている。本年度は、二重変異体の解析により、昨年度までに同定していた下流因子の膜タンパク質MACO-1と受容体チロシナーゼSCD-2遺伝学的に異なるシグナル伝達経路で働いていることを明らかにした。また、カルシウムイメージングによる解析により、MACO-1とSCD-2がAWA感覚神経のジアセチルに対する応答性を変化させることで忘却を引き起こしていることを明らかにした。これらの結果は、TIR-1/JNK-1経路の下流では、複数の独立なシグナル伝達経路が、AWA感覚神経のジアセチルへの応答性を変化させる事により忘却を制御していることを示唆している。また、ヒスタミン作動性Cl-チャネルを用いて、AWC感覚神経の機能を時期特異的に阻害する実験を行い、順応後にAWC感覚神経の機能を阻害すると、嗅覚順応の忘却が阻害されることを明らかにした。これは、嗅覚順応後のAWC感覚神経からの神経分泌が、記憶の忘却に重要であることを示唆している。さらに、本年度は上記以外に、グアニル酸シクラーゼと環状ヌクレオチド感受性チャネルのオーソログも、ジアセチルの嗅覚順応の忘却を制御していることを明らかにした。分子遺伝学的解析により、このグアニル酸シクラーゼが神経系で働いているおり、ジアセチルの嗅覚順応の忘却だけでなく、AWC感覚神経で受容される匂い物質に対する嗅覚順応の忘却も制御していることを示唆する結果が得られた。

本研究では記憶の忘却の分子機構を明らかにするために、線虫C. elegansにおける匂い物質ジアセチルへの嗅覚順応をモデルとして解析を進めている。先行研究において、TIR-1/JNK-1経路が嗅覚順応の忘却を促進することが明らかになっている（Inoue, A. et al., 2013）。これを受けて、本研究では、忘却を促進する分子機構において、この経路の下流の分子機構を明らかにすることを目的としている。本年度は、二重変異体の解析により、昨年度までに同定していた下流因子の膜タンパク質MACO-1と受容体チロシナーゼSCD-2遺伝学的に異なるシグナル伝達経路で働いていることを明らかにした。また、カルシウムイメージングによる解析により、MACO-1とSCD-2がAWA感覚神経のジアセチルに対する応答性を変化させることで忘却を引き起こしていることを明らかにした。これらの結果は、TIR-1/JNK-1経路の下流では、複数の独立なシグナル伝達経路が、AWA感覚神経のジアセチルへの応答性を変化させる事により忘却を制御していることを示唆している。また、ヒスタミン作動性Cl-チャネルを用いて、AWC感覚神経の機能を時期特異的に阻害する実験を行い、順応後にAWC感覚神経の機能を阻害すると、嗅覚順応の忘却が阻害されることを明らかにした。これは、嗅覚順応後のAWC感覚神経からの神経分泌が、記憶の忘却に重要であることを示唆している。さらに、本年度は上記以外に、グアニル酸シクラーゼと環状ヌクレオチド感受性チャネルのオーソログも、ジアセチルの嗅覚順応の忘却を制御していることを明らかにした。分子遺伝学的解析により、このグアニル酸シクラーゼが神経系で働いているおり、ジアセチルの嗅覚順応の忘却だけでなく、AWC感覚神経で受容される匂い物質に対する嗅覚順応の忘却も制御していることを示唆する結果が得られた。