動物の低温馴化における新規全身型サーキュラー神経回路の光遺伝学解析

动物冷驯化期间新型系统循环神经回路的光遗传学分析

基本信息

批准号：
19J40017
负责人：
太田茜
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Konan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-07-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

脳神経系における記憶学習や環境応答の神経回路機構の解明は重要なトピックである。本研究では、申請者が確立したC. elegansの温度応答に関わるシンプルな神経回路解析系をつかい個体の温度馴化に関わる分子神経機構を同定することを目指して解析を進めている。前年度までの解析から見つかってきた、ホ乳類から線虫まで記憶に関わることが知られている転写因子CREBの機能が欠損している線虫C. elegansの変異体が、野生株に比べ新しい温度への順化に時間がかかる現象が見つかってきたため、この現象に関わる神経回路の生理的機構を解き明かすために、カルシウムイメージング法をもちいた解析を行った。当該度は、前年度までに構築した温度馴化の神経回路モデルをもとに、カルシウムイメージングによろ神経回路活動の測定を進め、構築した神経回路モデルを検証し、温度受容ニューロンASJから尾部介在ニューロンPVQを介して頭部RMG介在ニューロンに温度情報を伝達する神経回路の生理学的な動態を捉えることができたため、温度順化の神経回路モデルを提唱することができた(Motomura et al., PNAS, 2023)。一方で、光応答性チャネルを用いて、神経回路活動を操作し、作製した神経回路モデルを検証する解析に関しては、光応答性チャネルが思い通りに発現しなかったため、解析が上手くいかなかったため、異なるチャネルを用いた解析を今後行う予定である。また、前年度までのRNA-seq解析から同定された、温度刺激に応じて発現変動する分子や発現変動が起きない分子に関して、全身性の神経回路が影響を与える組織として腸を同定した。

阐明大脑神经系统中记忆学习和环境反应的神经回路机制是一个重要课题。在这项研究中，我们的目的是使用申请人建立的与秀丽隐杆线虫温度响应相关的简单神经回路分析系统来确定个体温度适应所涉及的分子神经机制。自从我们发现了一种现象以来，通过截至前一年的分析，发现了一种缺乏转录因子 CREB 功能的秀丽隐杆线虫突变体，该转录因子与哺乳动物和线虫的记忆有关。由于动物适应新温度的时间较长，我们使用钙成像进行了分析，以阐明参与这种现象的神经回路的生理机制。今年，我们在去年构建的温度适应神经回路模型的基础上，继续利用钙成像测量神经回路活动，验证了构建的神经回路模型，并研究了温度感受神经元ASJ和温度适应神经元之间的关系。因为我们能够捕获通过 PVQ 将温度信息传输到头部 RMG 中间神经元的神经回路的生理动力学，所以我们能够提出用于温度适应的神经回路模型（Motomura 等人，PNAS，2023）。另一方面，对于使用光响应通道操纵神经回路活动并验证所创建的神经回路模型的分析，由于光响应通道没有按预期表达，因此分析进展不顺利，因此结果与我们计划的不同。以便以后利用渠道进行分析。此外，通过截至前一年的RNA-seq分析，我们确定了肠道是一种受到系统神经回路影响的组织，这些分子的表达随温度刺激而波动或表达不波动。