■ 生命工学分野
線虫の行動と神経回路
生理工学・感性評価研究室
Keyword
・神経系・線虫・行動・感覚機能・神経情報処理 |
［博士研究員］
安達 良太 一條 宏 |
■神経回路の働きと動物の行動
●我々ヒトを含む多くの動物は、自身をとりまく環境中に存在する様々な刺激（熱や光、触覚などの物理刺激や、味や匂いなどの化学刺激）を受け取り、脳・神経系の働きによりそれらの情報を処理します。これらの情報処理は最終的には様々な行動応答を引き起こし、動物が生きていく上できわめて重要な役割を果たしています。しかしながら現在のところ、動物の神経系がどのように情報を処理、統合、蓄積しているかについては必ずしも良くはわCaenorhabditis elegans）をモデル生物として用い、動物の神経回路内での情報かっていません。
我々の研究室では、非常に単純な神経回路を持つ、線虫（処理機構を明らかにしたいと考えています。このような研究を通して、生き物のしくみの一端を明らかにし、将来、人間の福祉や健康の増進に役立つかもしれない、新しい知識を生み出していきたいと考えています。
■研究テーマ
▼複数の化学感覚情報の統合メカニズムの研究
▼温度感覚と化学感覚情報の関係についての研究
▼寒熱に対する細胞内応答シミュレーション
▼線虫の自発的移動運動を調節する神経回路の研究
S（start）地点から、化学誘引物資ナトリウムイオン
に向かって移動するC. エレガンスの足跡（走化性行動）
土壌自活性線虫の一種
Caenorhabditis elegans (C. エレガンス）
複数の化学感覚情報の統合メカニズムの研究
●動物は多くの場合、環境中の複数の感覚情報を同時に受け取っています。このとき動物の神経系では、そのような複数の情報の中から、有用なものとそうでないものを弁別したり、いくつかの有用な情報から最も有用なものを選択したりといった情報の選択や統合が行われていると考えられます。
しかしながら、その情報処理機構のほとんどは明らかになっていません。我々は複数の化学刺激に対する走化性行動に異常を持った変異体を見つけだして研究することで、神経回路による情報処理メカニズムを解明したいと考えています。
●ナトリウムイオンやある種の匂い物質は、線虫にとっての化学誘引物質であることが知られています。
これらの物質を様々な濃度に希釈し、線虫から数cm離れた場所においておくと、線虫はこれらの物質に向かって移動する、走化性行動を行います。
このとき走化性行動の強さは物質の濃度に応じて変化します。
また、互いに異なる 2つの化学誘引物質を離れた場所におき、その両者のちょうど真ん中に複数の線虫をおくと、個々の線虫はいずれか一方の物質に向かいますが、それらの誘引物質の濃度に応じて、同じ数の線虫が 2つの誘引物質に誘引されたり、またはほとんどの虫が一方に誘引されたりといった現象が観察されます。
●このとき線虫の感覚ニューロンおよび介在ニューロンからなる神経回路内では、2つの化学感覚情報を受け取って評価し（情報の受容と統合）、結果、いずれか一方へと向かうよう指令を出している（行動の選択・意志決定）と考えられます。
魅力的な2つの感覚情報を受け取り、
その一方を選択するしくみ。
線虫の自発的移動運動の調節を行う
神経回路の解析
前進・後退・屈曲による方向転換
自動追尾装置
この結果は、神経回路の働きと線虫の行動との関係を明らかするための重要な一歩であると考えています。
いろいろな研究
特定の神経細胞を
緑色蛍光タンパク質(GFP)でラベルした。