Regulation of memory by activity-dependent functional changes in dopaminergic neurons

多巴胺能神经元活动依赖性功能变化对记忆的调节

基本信息

批准号：
21K15186
负责人：
木矢星歌
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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

项目摘要

多くの動物は過去の経験から学習し、記憶によって行動を変化させることで生存や生殖の競争を勝ち抜こうとする。私はこれまでにショウジョウバエを用いて、神経活動依存的に発現する初期応答遺伝子Hr38が長期記憶の維持に必要であることを見出した。また、一部のドーパミン神経におけるHr38の発現が長期記憶の維持に関わることを明らかにした。本研究では、ショウジョウバエの求愛条件付けをモデルとして、神経活動が遺伝子発現を介してドーパミン神経の機能を制御し、ひいては記憶を制御する新規な神経メカニズムの解明を目指す。特に、神経活動依存的なHr38の発現に着目し、それによって記憶に関わるドーパミン神経に起こる変化、及びその変化がもたらされる分子機構について、遺伝学的・生理学的・分子生物学的アプローチから明らかにする。本年度中は、脳の性決定に重要な遺伝子であるfruitlessを発現するドーパミン神経の一部におけるHr38の発現が記憶の成立に重要であることを確認した。これまでの研究で、これらの細胞においてHr38を過剰発現させると、本来ならば短期記憶しか成立しない短時間の条件付けでも長期記憶が成立する事が分っている。令和5年度には、同じ細胞群でRNAiを発現させてHr38のノックダウンを行い、ドーパミン神経全体でのノックダウンと同じように長期記憶の維持に障害が見られるかを検証する。さらに、Hr38の発現量によってドーパミン神経の形態が変化するかを明らかにする予定である。また、令和4年度にはこれまでの研究内容をまとめ論文の執筆を行った。令和5年度中に本論文の投稿と出版を目指している。

许多动物从过去的经历中学到，并试图通过记忆改变行为来赢得生存和繁殖的竞争。我以前曾使用果蝇发现以神经活动依赖性方式表达的早期响应基因HR38对于长期记忆维持是必要的。还揭示了HR38在某些多巴胺神经中的表达与长期记忆的维持有关。在这项研究中，我们旨在阐明新的神经机制，其中神经活动通过基因表达来调节多巴胺神经的功能，因此，记忆使用果蝇中的求爱条件。特别是，我们将重点关注HR38的神经活动依赖性表达，并阐明在记忆中涉及的多巴胺神经中发生的变化以及导致这些变化的分子机制，这些变化来自遗传，生理和分子生物学方法。在今年中，我们证实了HR38在多巴胺神经的一部分中的表达，表达了毫无结果，这对于脑性别确定很重要，对于记忆的建立很重要。先前的研究表明，这些细胞中的过表达HR38即使使用短期调节也可能导致长期记忆，这实际上是可能的。在2023年，RNAi在同一细胞组中表达，并进行了HR38的敲低以验证长期记忆维持中是否存在损害，就像多巴胺神经中的敲低一样。此外，计划阐明多巴胺神经的形态是否根据HR38表达的量发生变化。此外，在2022年，他到目前为止编辑了研究内容，并撰写了一篇论文。我们的目标是在2023年期间提交和发表本文。