線虫をモデルとした記憶を忘れる分子メカニズムの解明

以秀丽隐杆线虫为模型阐明遗忘记忆的分子机制

基本信息

批准号：
10J04583
负责人：
井上明俊
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J04583/
关键词：
記憶・学習忘却線虫 P38/MAPK 記憶

项目摘要

動物が生きていくためには、環境から獲得した膨大な量の情報を神経回路で処理し、環境に対して適切に応答しなければならない。このためには、重要な記憶が保持されるとともに、不必要な記憶が忘却されることが重要である。しかし、忘却がどのような分子によりどのように制御されているのかこれまでほとんど明らかにされていない。このような、忘却の制御機構を明らかにするために、単純な神経系を持つ線虫は非常に有用なモデル生物である。私は、遺伝学的スクリーニングや変異体の解析によりP38MAPK経路の変異体において、線虫の嗅覚順応と一種の連合学習が野生型よりも長く保持される事を明らかにした。これらの変異体において、野生型では4時間以内に失われる嗅覚順応の記憶が24時間以上、30分以内に失われる塩走性学習の記憶が1時間以上保持される表現型を示す。イメージング解析の結果、嗅覚順応後には匂い物質の受容に働くAWA感覚神経のCa2+応答が低下し、変異体においてはこれらの応答の低下が野生型よりも長く続くことが明らかになった。また、記憶の忘却においてP38/MAPK経路が働く神経細胞を探索したところ、匂い物質の受容や嗅覚順応には関与しないAWC感覚神経で働くことが明らかになった。さらに、AWC神経細胞における神経伝達物質の放出を促進することによりP38/MAPK経路の変異体の記憶の伸びが抑制されることから、AWC感覚神経はおそらく記憶の忘却を促進するシグナルを放出することでAWA感覚神経における嗅覚順応の忘却を促進していることが示唆された。本研究は線虫における積極的な忘却機構の存在を初めて明らかにしたものであり、今後、哺乳類における忘却機構の解析の糸口になると考えている。

为了使动物生存，必须通过神经回路处理大量从环境中获取的信息，并对环境做出适当反应。为此，重要的记忆要保留并遗忘不必要的记忆很重要。但是，关于哪些分子以及如何控制遗忘，几乎没有透露它。为了阐明忘记控制的这种机制，具有简单神经系统的线虫是非常有用的模型生物。我已经证明，在p38mapk途径的突变体中，线虫中的嗅觉适应性和一种类型的缔合学习保留的时间更长。在这些突变体中，表型表明，在野生型中，嗅觉适应的记忆在4小时内丢失了，以及在1小时或更长时间内丢失的盐战术学习记忆，这些记忆在30分钟内保留。成像分析表明，在嗅觉适应后，AWA感觉神经的Ca2+响应充满气味剂的接收降低，并且在突变体中，这些反应持续了更长的时间。此外，当我们搜索在记忆忘记中充当p38/MAPK途径的神经元时，发现它们在AWC感觉神经中起作用，这些神经与气味剂或嗅觉适应性无关。此外，在AWC神经元中促进神经递质释放抑制p38/MAPK途径突变体中的记忆延伸，这表明AWC感觉神经可以通过释放信号来促进记忆忘记的信号来促进忘记AWA感觉神经中的嗅觉适应性。这是这项研究首次揭示线虫中一种主动遗忘机制的存在，我们认为这将是分析将来遗忘机制的线索。