ショウジョウバエ下行性侵害受容制御系の構造および動作原理

本研究の目的は、ショウジョウバエの優れた神経遺伝学的実験ツールの駆使による、下行性侵害受容制御ニューロンの新規発見とその動作原理の解明である。本年度はまず幼虫の下行性ニューロンを標識するGAL4系統の探索を実施し、20系統ほどの幼虫下行性ニューロン標識系統を見出すことに成功した。さらに、熱遺伝学的なニューロンの人為発火実験系を利用し、見出した下行性ニューロン標識系統の中から発火させた際に幼虫の侵害受容応答を促進するものと、逆に抑制するものをそれぞれ複数系統見出すことに成功した。また、今後これらの下行性ニューロンの神経回路構造を解析していくための手法として、シナプス下流ニューロンの網羅的な同定を行うことができるtrans-Tango法を利用するための系統作製を行った。作製した系統を用いDSK発現ニューロンでのtrans-Tango実験を実施し、trans-Tango法が想定通りに機能し下流候補ニューロンを標識することを確かめることができた。下行性ニューロンの動作原理の解明に向けて、LED UV光源など用いた実験条件の検討を進め、無解剖の幼虫で侵害熱刺激への侵害受容神経系の応答を再現性良く検出可能なCaMPARI2を用いた神経スナップショットイメージングの実験系を確立することが出来た。この実験系を用いてDSK発現細胞の通常時および侵害熱刺激提示時の神経活動の観察にも成功した。trans-TangoとCaMPARI2を用いたDSK発現細胞の解析データ部分は、DSK作動性の下行性抑制系の存在を示すその他のデータと併せて査読付き論文として公開した。

本研究の目的は、ショウジョウバエの優れた神経遺伝学的実験ツールの駆使による、下行性侵害受容制御ニューロンの新規発見とその動作原理の解明である。本年度はまず幼虫の下行性ニューロンを標識するGAL4系統の探索を実施し、20系統ほどの幼虫下行性ニューロン標識系統を見出すことに成功した。さらに、熱遺伝学的なニューロンの人為発火実験系を利用し、見出した下行性ニューロン標識系統の中から発火させた際に幼虫の侵害受容応答を促進するものと、逆に抑制するものをそれぞれ複数系統見出すことに成功した。また、今後これらの下行性ニューロンの神経回路構造を解析していくための手法として、シナプス下流ニューロンの網羅的な同定を行うことができるtrans-Tango法を利用するための系統作製を行った。作製した系統を用いDSK発現ニューロンでのtrans-Tango実験を実施し、trans-Tango法が想定通りに機能し下流候補ニューロンを標識することを確かめることができた。下行性ニューロンの動作原理の解明に向けて、LED UV光源など用いた実験条件の検討を進め、無解剖の幼虫で侵害熱刺激への侵害受容神経系の応答を再現性良く検出可能なCaMPARI2を用いた神経スナップショットイメージングの実験系を確立することが出来た。この実験系を用いてDSK発現細胞の通常時および侵害熱刺激提示時の神経活動の観察にも成功した。trans-TangoとCaMPARI2を用いたDSK発現細胞の解析データ部分は、DSK作動性の下行性抑制系の存在を示すその他のデータと併せて査読付き論文として公開した。