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線虫をモデルとした個体間相互作用が行動を制御する分子機構の解明

以秀丽隐杆线虫为模型，阐明个体间相互作用控制行为的分子机制

基本信息

批准号：
13J08052
负责人：
土屋純一
金额：
$ 1.73万
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：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、動物の学習・記憶・判断に影響を与える種々の環境情報を伝達する修飾経路を明らかにすることを目標とした。そこで、あえて、弱く不安的な学習行動であると思われる、5分間という短い条件付けによって引き起こされる線虫C. elegansの嗅覚可塑性に注目した。この不安定な嗅覚可塑性は個体群密度に依存することが、先行研究により報告されている。昨年度までに、この不安定な嗅覚可塑性について異常を示す変異体として、低分子量Gタンパク質Rapを負に制御するGTPase Activating Protein(GAP)と予想されるsipa-1の変異体を同定した。sipa-1は、頭部・尾部・腹神経索の数多くの神経細胞、体壁筋や咽頭などに発現が確認された。そこで、それぞれの組織に特異的に野生型sipa-1のcDNAを発現させ、sipa-1変異体の嗅覚可塑性異常を回復できるかどうかを調べた。その結果、多数の神経細胞に発現を誘導するプロモーターを用いた場合のみsipa-1変異体の異常を回復することができた。これはsipa-1の神経細胞での機能が嗅覚可塑性を制御することを示唆する。哺乳類ではsipa-1はRapを負に制御するGAPであることが報告されている。C. elegansのRap-1は哺乳類のRapと高い相同性を持つ。そこで、恒常活性化型と予想されるrap-1(G12V)を野生型に導入したところ、sipa-1プロモーター、またはH20プロモーター(全神経)による発現で、sipa-1変異体と同程度の嗅覚可塑性異常を再現することができた。この結果は、神経細胞における適切な強度のRapシグナリングが嗅覚可塑性において重要であることを示唆し、またrap-1がsipa-1のターゲットであることに矛盾しない。今後は生化学的な実験によりsipa-1とrap-1の直接的な相互作用を示すべきであろう。

The purpose of this study is to improve the learning, memory and judgment of animals.そこで、あえて、弱く不安的な学习行动であると思われる、5分间という短い条件付けによって引き起こされる缐虫C. The olfactory plasticity of elegans was noticed. The olfactory plasticity of instability depends on population density. In the past year, the instability of olfactory plasticity has been shown to be abnormal, and the low molecular weight GTase Activating Protein(GAP) is expected to be stable. sipa-1, head, tail, abdomen, nerve cells, body wall, throat, etc. The expression of sipa-1 cDNA, which is tissue-specific, and the abnormal olfactory plasticity of sipa-1 gene, were detected and modulated. As a result, most of the neurons appear to be abnormal in the presence of sipa-1. The function of sipa-1 neurons is controlled by olfactory plasticity. Mammalian sipa-1 Rap negative control GAP C. Rap of elegans-1 Mammals In addition, the constant active type rap-1(G12V) was introduced into the wild type, sipa-1 was introduced into the wild type, and sipa-1 was introduced into the wild type (G12V). The result is that the brain cells have the appropriate intensity of Rap and Rap, and the olfactory plasticity is important. In the future, direct interactions between sipa-1 and rap-1 will be demonstrated.