ショウジョウバエ嗅覚記憶を形成する新奇神経ネットワークの単一細胞レベルでの解析

在单细胞水平上形成果蝇嗅觉记忆的新型神经网络分析

• 批准号: 14J09111
• 负责人: 上岡 雄太郎
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J09111/
• 关键词: ショウジョウバエ; 神経; 記憶; 学習; GABA; キノコ体; ドーパミン; 行動; 可塑性; 神経回路

記憶の形成メカニズムを調べるためにショウジョウバエを用い、記憶を司る神経の機能解析を行った。ショウジョウバエでは嗅覚三次神経から成るキノコ体と呼ばれる器官が嗅覚記憶の中枢とされてきた。近年、このキノコ体から情報を受けるキノコ体出力神経が網羅的に同定され、その機能が少しずつ解明されることで嗅覚記憶の形成過程が少しずつ解明されてきていた。このうち嗅覚嫌悪記憶に関わることが想定されるキノコ体出力神経の1つであるMBON-γ1pedc神経に関して詳細な解析を行ったところ短期記憶形成に関わるという新奇の機能が昨年度までの当研究によって示されていた。この神経の記憶形成への関与を詳細に調べた結果、嫌悪記憶形成を司るドーパミン作動性神経と相反するように、つまり嫌悪記憶の形成を阻害するようにMBON-γ1pedc神経が機能することが明らかになった。具体的にはMBON-γ1pedc神経の出力を阻害すると、そのタイミングで提示された匂いに対して嫌悪記憶が形成されることが分かった。このことは生物が周囲の情報を取捨選択し適切な刺激強度に対して嫌悪記憶を形成するように閾値が設定されており、その閾値以下の場合には記憶が形成されることを防ぐような積極的な機構が備わっていることを示唆している。また、行動実験の結果を解析するとドーパミン作動性神経はMBON-γ1pedc神経よりも優位であり、MBON-γ1pedcの下流に存在していると推測された。また嫌悪記憶に関与する複数のドーパミン作動性神経のうち、どのドーパミン作動性神経が関わっているか調べたところ、複数種類のドーパミン作動性神経が協調的に機能し、関与していることが示唆された。以上から、弱い刺激に対して記憶が形成されないように積極的に記憶形成を阻害するようなシステムが生物には存在することが本研究によって示唆された。

The memory block forms the メカニズムを tone べるためにショウジョウバエを, which is used to べるためにショウジョウバエを, and the memory を system る function analysis を lines った. シ ョ ウ ジ ョ ウ バ エ で は smell 覚 god three times 経 か ら into る キ ノ コ body と shout ば れ る の central organ が smell 覚 memory と さ れ て き た. In recent years, こ の キ ノ コ body か ら intelligence を by け る キ ノ コ body output god 経 が snare に with fixed さ れ, そ の function less が し ず つ interpret さ れ る こ と で olfactory 覚 memory formation の が less し ず つ interpret さ れ て き て い た. こ の う ち olfactory 覚 too 悪 memory に masato わ る こ と が scenarios さ れ る キ ノ コ body output god 経 の 1 つ で あ る MBON - 1 pedc gamma god 経 に masato し detailed analytical を な line っ て た と こ ろ short-term memory formation に masato わ る と い う novel の function が yesterday annual ま で の when the に よ っ て in さ れ て い た. こ の god 経 の memory formation へ の masato and detailed に を べ た results, anaerobic 悪 を memory formation division る ド ー パ ミ ン actuation sex god 経 と instead す る よ う に, つ ま り too の 悪 memory formation を resistance against す る よ う に MBON - 1 pedc gamma god 経 が function す る こ と が Ming ら か に な っ た. Specific に は MBON - 1 pedc gamma god 経 の output を resistance against す る と, そ の タ イ ミ ン グ で prompt さ れ た 匂 い に し seaborne て too 悪 memory が form さ れ る こ と が points か っ た. こ の こ と は biological が weeks 囲 の intelligence を trade-off sentaku し appropriate な stimulus intensity に し seaborne て too を 悪 memory formation す る よ う に threshold set numerical が さ れ て お り, そ の threshold under nt の occasions に が は memory formation さ れ る こ と を anti ぐ よ う な positive な institutions が prepared わ っ て い る こ と を in stopping し て い る. ま た, action be 験 の results を parsing す る と ド ー パ ミ ン actuation sex god 経 は MBON - 1 pedc gamma god 経 よ り も primacy で あ り, 1 pedc MBON - gamma の obscene に exist し て い る と speculation さ れ た. ま た too 悪 memory に masato and す る plural の ド ー パ ミ ン actuation sex god 経 の う ち, ど の ド ー パ ミ ン actuation sex god 経 が masato わ っ て い る か adjustable べ た と こ ろ, plural kinds の ド ー パ ミ ン actuation sex god 経 が coordination に function し, masato and し て い る こ と が in stopping さ れ た. Above か ら, weak い stimulus に し seaborne が て memory formation さ れ な い よ う に positive に を memory formation resistance against す る よ う な シ ス テ ム が biological に は exist す る こ と が this study に よ っ て in stopping さ れ た.

项目成果

Novel function of a set of forth order olfactory neurons involved in aversive memory in Drosophila

果蝇中参与厌恶记忆的一组四阶嗅觉神经元的新功能

• 发表时间: 2016
• 作者: Yutaro Ueoka; Makoto Hiroi; Takashi Abe; Tetsuya Tabata
• 通讯作者: Tetsuya Tabata

Analysis of a subset of CREB reporter positive neurons involved in Drosophila olfactory memory

与果蝇嗅觉记忆相关的 CREB ​​报告阳性神经元子集的分析

• 发表时间: 2014
• 作者: Takafumi Oyake;Masanori Sakata;Junichiro Shiomi,;上岡雄太郎;上岡雄太郎
• 通讯作者: 上岡雄太郎

A subset of CREB reporter positive neurons are involved in Drosophila olfactory memory

CREB ​​报告阳性神经元的一个子集参与果蝇的嗅觉记忆

• 发表时间: 2014
• 作者: Takafumi Oyake;Masanori Sakata;Susumu Yada;and Junichiro Shiomi,;小宅教文，坂田昌則，塩見淳一郎;上岡雄太郎
• 通讯作者: 上岡雄太郎

Novel function of GABAergic neurons involved in aversive memory in Drosophila

GABA能神经元参与果蝇厌恶记忆的新功能

• 发表时间: 2016
• 作者: R. Ramos;T. Kikkawa;M. H. Aguirre;I. Lucas;A. Anadon;T. Oyake;K. Uchida;H. Adachi;J. Shiomi;P. A. Algarabel;L. Morellon;S. Maekawa;E. Saitoh;and M. R. Ibarra;上岡雄太郎
• 通讯作者: 上岡雄太郎

Functional imaging of GABAergic neurons involved in aversive memory in Drosophila

果蝇厌恶记忆中 GABA 能神经元的功能成像

• 发表时间: 2015
• 作者: Takafumi Oyake;Masanori Sakata;Junichiro Shiomi,;上岡雄太郎
• 通讯作者: 上岡雄太郎