線虫(C.elegans)の重金属イオン忌避行動の解析

线虫重金属离子回避行为分析

• 批准号: 09878136
• 负责人: 二井 将光
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09878136/
• 关键词: 線虫; 重金属イオン; 感覚ニューロン; 忌避行動

顕微鏡下に観察すると、重金属イオンを全く含まないところで前進運動をしていた線虫(C.elegans)は重金属イオンに接触すると後ずさりをし、戻ろうとする。すなわち、線虫は重金属イオンを認識し、行動様式を変換するという忌避行動をする。本研究はこの行動を解析し、認識から行動に至る過程を明らかにすることを目的としている。研究期間内に明らかにした点は以下のようである。(1)線虫はCu^<2+>,Cd^<2+>,Zn^<2+>をそれぞれ特異的に認識している。(2)それぞれのイオンに対応して感覚受容ニューロンから運動ニューロンまで特定の神経回路を用いている。(3)cGMP-gatedチャネルに欠損のあるものはCd^<2+>に対して忌避行動を示さない。(4)感覚ニューロンに欠損のある株はいずれも忌避行動を示さない。(5)塩素イオンに対する走化性の機構は明らかに異なる機構によって重金属イオンを忌避している。(6)線虫は酸性pHを特異的に認識し忌避することを示した。この認識から忌避に至る行動に関与する神経回路は重金属に対するもとは異なっていた。これらの成果によって、モデル生物である線虫の感覚から行動に至る過程の理解が大きく進展した。

在显微镜下观察它，秀丽隐杆线虫一直在不包含重金属离子的地方向前移动，当它们与重金属离子接触并尝试返回时，它们会撤退。换句话说，线虫通过改变其行为模式来识别重金属离子并执行驱蚊行为。这项研究旨在分析这种行为并阐明从识别到行动的过程。在研究期间揭示的点如下：（1）线虫专门识别Cu^<2+>，cd^<2+>和Zn^<2+>。 （2）从感觉受体神经元到运动神经元的每个离子对应的特定神经回路。 （3）那些缺失CGMP门控通道的人不会显示对CD^<2+>的驱虫行为。 （4）没有感觉神经元缺陷的菌株表现出驱虫症。 （5）氯化离子的趋化性机理显然不同，以避免重金属离子。 （6）已经表明线虫特异性识别并吸收酸pH。这种感知到依赖的行为涉及的神经回路不同于与重金属相关的神经回路。这些结果极大地改善了我们对模型生物体中的感觉的过程的理解。

项目成果

T.Nishi, K.Kubo, M.Hasebe, M.Maeda and M.Futai: "Transcriptional activation of H^+/K^+-ATPase genes by gastric GATA binding proteins." J.Biochem.121. 922-929 (1997)

T.Nishi、K.Kubo、M.Hasebe、M.Maeda 和 M.Futai：“胃 GATA 结合蛋白对 H^ /K^ -ATPase 基因的转录激活。”

T.Yoshimizu, H.Omote, T.Wakabayashi, Y.Sambongi and M.Futai.: "Essential Cys-Pro-Cys motif of Ceanorhabditis elegans cooper transport ATPase." Biosci.Biotechnol.Biochem.(1997)

T.Yoshimizu、H.Omote、T.Wakabayashi、Y.Sambongi 和 M.Futai.：“秀丽隐杆线虫铜转运 ATP 酶的基本 Cys-Pro-Cys 基序。”

T. Wakabayashi, N. Nakamura, Y. Sambongi, Y. Wada, T. Oka, M. Futai: "Identification of the copper chaperone, CUC-1, in Caenorhabiditis elegans: tissue specific co-expression with the copper transporting ATPase, CUA-1" FRBS Lett.440. 141-146 (1998)

T. Wakabayashi、N. Nakamura、Y. Sambongi、Y. Wada、T. Oka、M. Futai：“秀丽隐杆线虫中铜伴侣 CUC-1 的鉴定：与铜转运 ATP 酶的组织特异性共表达，

Y. Sambongi, T. Nagae, Y. Liu, T. Yoshimizu, K. Takeda, Y. Wada, M. Futai: "Sensing of cadmium and copper ions by eternally exposed ASE and ASH neurons elicits avoidance response in Caenorhabditis elegans." Neuro Report. 印刷中. 印刷中 (1999)

Y. Sambongi、T. Nagae、Y. Liu、T. Yoshimizu、K. Takeda、Y. Wada、M. Futai：“永远暴露的 ASE 和 ASH 神经元对镉和铜离子的感知会引发秀丽隐杆线虫的回避反应。”神经报告，正在出版（1999）。

T. Oka, R. Yamamoto, M. Futai: "Multiple genes for vacuolar-type ATPase proteolipids in Caenohabditis elegans: a new gene, vha-3, has a distinct cell-specific distribution." J. Biol. Chem.273. 22570-22576 (1998)

T. Oka、R. Yamamoto、M. Futai：“秀丽隐杆线虫中液泡型 ATP 酶蛋白脂质的多个基因：一个新基因 vha-3，具有独特的细胞特异性分布。”