Elucidation of molecular mechanisms underlying tissue communication involved in neural plasticity

阐明神经可塑性组织通讯的分子机制

• 批准号: 22K06331
• 负责人: JANG MOONSUN
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06331/
• 关键词: 組織間コミュニケーション; 温度走性学習; N-結合型糖鎖修飾; GLY-12; EGL-3; C. elegans; Thermotaxis; Tissue communication; neural plasticity

「神経系は非神経系とのコミュニケーションすることで、行動を制御する」という新しい知見が報告されている。本研究では、非神経系で機能し、記憶形成や学習行動に関与する分子を同定し、そのメカニズムを明らかにすることを目指す。申請者はこれまで糖鎖修飾に必要な糖転移酵素GLY-12、神経ペプチド生産酵素であるEGL-3が飼育温度に依存した温度走性行動に必要である新しい知見を得ている。哺乳類GnTIのアイソザイムであるGLY-12, GLY-13, GLY-14はN-結合型糖鎖生合成に関与する酵素であり、gly-12欠損株は飼育温度より低い温度を好む走性行動異常を示した。また、組織特異的機能レスキュー実験により、温度感知神経AFDと上皮細胞と呼ばれるSeam 細胞で機能することが分かった。温度変化に対するSeam細胞の活動を測定するとAFDと同様に温度上昇時に活性化し、温度低下時には不活性化した。さらに、AFD内の温度情報伝達に必要なcGMP合成酵素遺伝子、gcy-8, gcy-18, gcy-23が全て欠損された変異体ではSeam細胞の応答性は低下した。このことから温度神経回路とSeam細胞のクロストークする可能性が示唆された。一方、egl-3欠損株も飼育温度より低温側に向かう走性行動の異常を示し、Seam細胞内でEGL-3によって生産されるペプチドが部分的に温度走性行動に関与することが分かった。ゲノム解析ツールから予測されたEGL-3アミノ酸配列内の3箇所の糖鎖修飾部位アスパラギン酸をアラニンに置換し、温度学習行動を調べたところ、EGL-3の機能にN-結合型糖鎖が重要であることが判明された。これらの結果から、低分子ペプチドを介した神経系―非神経系の非シナプス性伝達が飼育温度に依存した温度走性行動に関与することが分かった。

"The mental system is not the mental system," he said."The action is controlled." This study indicates that there is a relationship between brain function, memory formation and learning action. The applicant has obtained new knowledge about the need for glycogen transfer enzyme GLY-12 and enzyme EGL-3 for incubation temperature dependence and temperature-dependent action. GLY-12, GLY-13, GLY-14 and GLY-12 are enzymes involved in N-binding glycogen synthesis. Tissue-specific functions such as temperature sensing, AFD, and cellular functions The activity of SEAM cells was measured at different temperatures. AFD was activated at higher temperatures and inactivated at lower temperatures. In addition, the temperature information in AFD is necessary for the cGMP synthase gene, gcy-8, gcy-18, gcy-23 to be fully damaged, and the response of Seam cells is reduced. The possibility of temperature regulation in Seam cells is demonstrated. In one case, EGL-3 was deficient in temperature, and the abnormal behavior of EGL-3 was related to the temperature dependence of EGL-3 production in Seam cells. The analysis of EGL-3 showed that the N-linked glycan was important for the function of EGL-3. The results show that the low molecular weight is related to the temperature dependence of the growth behavior of the neuro-system and the non-neuro-system.

项目成果

The Molecular Mechanisms by Which Learning and Nutritional State Regulate Behavioral Change in <i>Caenorhabditis elegans</i>

学习和营养状态调节秀丽隐杆线虫行为变化的分子机制

• DOI: 10.4327/jsnfs.76.111
• 发表时间: 2023
• 期刊: Nippon Eiyo Shokuryo Gakkaishi
• 作者: Jang Moon sun;Mori Ikue
• 通讯作者: Mori Ikue

Molecular mechanism of GlcNAcT1(GLY-12) mediated behavioral plasticity in C. elegans

GlcNAcT1(GLY-12)介导线虫行为可塑性的分子机制

• 发表时间: 2022
• 作者: Moonsun Jang;Ikue Mori
• 通讯作者: Ikue Mori