Neural communication responsible for determining the valence of sensory stimuli

负责确定感觉刺激效价的神经通讯

• 批准号: 21H02525
• 负责人: 中野 俊詩
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02525/
• 关键词: C. elegans; 動物行動; 神経回路; 線虫C. elegans; 神経間情報伝達; ヘミチャネル; 行動制御; 神経活動計測; 神経活動測定; 介在ニューロン; 運動ニューロン; 神経細胞; 情報伝達; 線虫; 遺伝学

昨年度までの研究成果から、イネキシンタンパク質をコードするUNC-7が線虫温度走性行動に必須の役割を果たすことが明らかとなっていた。イネキシンタンパク質は、隣り合う細胞の細胞質を連結させるギャップ結合因子として機能する一方で、単一細胞膜上のヘミチャネルとして作用することも知られている。そこで、UNC-7がギャップ結合あるいはヘミチャネルのどちらの形態で温度走性を制御するのかを検証した。ギャップ結合能を消失させる変異型UNC-7を作出し、この変異型unc-7遺伝子をunc-7変異体に導入すると、変異体の温度走性行動異常が回復した。このことから、UNC-7はヘミチャネルとして機能して温度走性を制御していることが明らかとなった。昨年度までの研究成果と合わせると、UNC-7は温度を受容するAFD感覚ニューロンでヘミチャネルとして機能し、AFDニューロンから介在ニューロンへの情報伝達を制御していることが明らかとなった。さらに、UNC-7を介したAFDニューロンからの温度情報がどの介在ニューロンに伝達されているのかを明らかにするために、介在ニューロンの殺傷系統をもちいたハイスループット行動解析を行なった。この解析から、２種類の介在ニューロン（AIY、RMD）がUNC-7を介した温度情報の受け取り手であることが明らかとなった。特に、UNC-7ヘミチャネルを介した情報伝達には、AIY介在ニューロンが重要であることが明らかとなった。さらに、UNC-7ヘミチャネルおよびAIY介在ニューロンは、「カーブ」と呼ばれる前進中の移動方向の制御に関与していることを見出した。今後は、AIYニューロンにおけるカルシウムイメージングなどを行い、ヘミチャネルによる神経細胞活動制御機構に迫る。

截至去年的研究结果表明，编码内联蛋白的UNC-7在秀丽隐杆线虫的趋热性中发挥着重要作用。虽然内联蛋白充当连接相邻细胞的细胞质的间隙连接因子，但它们也被认为充当单细胞膜上的半通道。因此，我们研究了 UNC-7 是否通过间隙连接或半通道控制趋热性。当我们创建了一个废除间隙连接能力的突变体UNC-7并将该突变体unc-7基因引入到unc-7突变体中时，该突变体的异常趋热行为得到了恢复。这些结果表明 UNC-7 作为控制趋热性的半通道发挥作用。结合去年的研究结果，我们发现UNC-7在AFD感觉神经元中充当半通道的作用，接收温度，并控制从AFD神经元到中间神经元的信息传输。此外，为了澄清来自 AFD 神经元的温度信息通过 UNC-7 传输到哪些中间神经元，我们使用中间神经元的杀伤系统进行了高通量行为分析。该分析表明，两种类型的中间神经元（AIY 和 RMD）是通过 UNC-7 接收温度信息的人。特别是，很明显 AIY 中间神经元对于通过 UNC-7 半通道的信息传输非常重要。此外，我们发现 UNC-7 半通道和 AIY 中间神经元参与控制向前运动期间的运动方向，称为“曲线”。未来，我们将对AIY神经元进行钙成像，以研究半通道控制神经元活动的机制。

项目成果

Innexin hemichannels regulate transmission of temperature information during C. elegans thermotaxis

Innexin 半通道调节线虫趋热过程中温度信息的传输

• 发表时间: 2022
• 作者: Nakayama A;Nakano S;Yamashiro R;Kuroyanagi H;Mori I
• 通讯作者: Mori I

AWC thermosensory neuron interferes with information processing in a compact circuit regulating temperature-evoked posture dynamics in the nematode Caenorhabditis elegans

AWC热感神经元干扰线虫秀丽隐杆线虫中调节温度诱发姿势动态的紧凑电路中的信息处理

• DOI: 10.1016/j.neures.2022.11.001
• 发表时间: 2023
• 期刊: Neuroscience Research
• 影响因子: 2.9
• 作者: Amane Kano;Hironori J. Matsuyama;Shunji Nakano;Ikue Mori
• 通讯作者: Ikue Mori

UNC-7/Innexin regulates transmission of temperature information in C. elegans

UNC-7/Innexin 调节线虫温度信息的传输

• 发表时间: 2022
• 作者: Nakayama A;Nakano S;Mori I
• 通讯作者: Mori I

Molecular and neural mechanisms underlying starvation-dependent decision making in C. elegans

秀丽隐杆线虫饥饿依赖性决策的分子和神经机制

• 发表时间: 2021
• 作者: Paola Jurado;Ichiro Aoki;Rumi Kondo;Kanji Nawa;Riku Yamashiro;Hironori Matsuyama;Shunji Nakano;Isidre Ferrer;Ikue Mori
• 通讯作者: Ikue Mori

Social contexts shape a decision making through a gap-junctional network in C. elegans

社会环境通过线虫的间隙连接网络塑造决策

• 发表时间: 2022
• 作者: Nakano S;Kuroyanagi H;Yamashiro R;Mori I
• 通讯作者: Mori I