オクトパミンによる線虫C.elegans運動活性調節の神経回路的基盤

章鱼胺调节线虫运动活动的神经基础

基本信息

批准号：
11168214
负责人：
高木新
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11168214/
关键词：
C.elegans 移動運動摂食異常変異体オクトパミン

项目摘要

線虫C.elegansの最も重要な行動の一つである移動運動に着目し、飢餓およびオクトパミンが移動運動の活性をどのように調節しているのかを検討している。我々は咽頭の摂食運動に異常があり、餌の存在下でも飢餓状態の虫と似た外見を呈するeat-20遺伝子欠失株は、野生株よりも運動活性が高いこと、また、野性型C.elegansの培養中にオクトパミンを加えると運動活性が高まるが、eat-20変異体培養中にオクトパミンを加えても運動活性は変化しないことを見い出していた。以下に本年度の成果を記す。1)eat-20以外の摂食異常表現型をしめすeat変異体の多く(eat-10,13,4,15,2)でも運動活性が高く、更に活性昂進の度合いが摂食異常の程度と対応していること、また、eat-20以外のeat変異体にオクトパミンを加えても、野性型線虫にオクトパミンを加えた場合と同じ程度までしか運動活性が上昇しないことを明らかにした。以上の知見は、飢餓状態にある摂食異常変異体ではオクトパミンが放出され、これが運動活性を高めるというモデルで説明できる。2)薬剤・変異体を用いて、オクトパミンの運動昂進効果はセロトニンに依存しないことを明らかにした。3)線虫ゲノム中でショウジョウバエオクトパミンレセプターと相同性が高いC02D4.2遺伝子の上流領域はいくつかの神経細胞でレポーター遺伝子を発現させた。その中には移動運動への関与が知られるAVE,AVBに入力する神経細胞も含まれていた。4)C02D4.2遺伝子破壊株を作製する第一歩としてこの近傍にトランスポゾン挿入した株の検索を行ったが、挿入株は得られなかった。UV/psoralen処理による遺伝子破壊株作製を準備中である。

我们重点关注线虫最重要的行为之一——运动活动，正在研究饥饿和章鱼胺如何调节运动活动。我们发现，eat-20 基因缺失菌株的咽部摄食运动存在异常，即使在有食物的情况下也类似于饥饿的昆虫，其运动活性比野生型菌株更高。培养物会增加运动活性，但向 eat-20 突变体培养物中添加章鱼胺不会改变运动活性。今年的结果如下。 1）除了eat-20（eat-10,13,4,15,2）之外，许多表现出异常进食表型的eat突变体也具有较高的运动活性，并且活性增加的程度与进食异常程度相关我们还证明，向 eat-20 以外的 EAT 突变体中添加章鱼胺只会增加运动活性，其程度与向野生型线虫中添加章鱼胺相同。上述发现可以用一个模型来解释，在该模型中，在吞咽困难的饥饿突变体中释放章鱼胺，从而增加运动活性。 2）使用药物和突变体，我们发现章鱼胺的运动增强作用不依赖于血清素。 3) C02D4.2基因的上游区域与线虫基因组中的果蝇章鱼胺受体具有高度同源性，在一些神经元中表达报告基因。其中包括输入 AVE 和 AVB 的神经元，已知它们参与运动。 4) 作为创建C02D4.2基因破坏菌株的第一步，我们寻找在该附近插入转座子的菌株，但没有发现插入的菌株。我们目前正准备通过紫外线/补骨脂素治疗来创建基因破坏的菌株。