【研究領域課題番号】19K06911 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

性差 / 精子 / 自発運動量 / C. elegans / ドーパミン / 交尾 / 行動 / 神経伝達物質 / 性行動 / 受容体 / カルシウム / 自発運動 / 行動状態

【研究成果の概要】

行動の性差は動物が効率的に交尾し繁殖するために重要であるが、性特異的な行動制御の神経メカニズムについては不明な点が多い。本研究は、行動制御の性差とその神経基盤を明らかにすることを目的とする。線虫C. elegansには精子と卵子両方を作る雌雄同体とオスが存在するが、オスは雌雄同体よりも自発的な運動量が高い。自家受精できるために交配相手を探す必要のない雌雄同体は餌から離れずじっとしており、子孫を残すために交配相手を見つける必要のあるオスは餌のある領域の内外を探索するという合理的な性差がこの自発運動量の違いにより生まれる。精子の形成に異常のある変異体を調べた結果、精子を作ることのできない雌雄同体（実質的なメス）は、通常の雌雄同体よりも運動量が増加していることが明らかとなった。精子の作れない変異体とドーパミン欠損変異体の二重変異体を作製し、精子による自発運動量制御にドーパミンが関与するかを調べた。二重変異体はドーパミン欠損変異体と自発運動量に違いがなかった。この結果から、精子による運動量制御にはドーパミンが必要であることが示唆された。
オスは雌雄同体に触れると、尾部を触れたまま雌雄同体の周りを回り、生殖器を探す。この際、雌雄同体が頻繁にオスから逃げることが報告されている。ビデオ撮影と画像解析により、オスが触れた時の雌雄同体の速度変化を測定する系を作製し、野生型と精子形成異常変異体のオス忌避行動を解析した。その結果、野生型はオスが接触すると速度を上昇させるが、精子異常変異体では速度が低下することを明らかにした。このことから、体内の精子がオスからの忌避行動に関与することを明らかにした。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】神経化学・神経薬理学

【研究領域課題番号】20300132 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

神経伝達物質 / 受容体 / 自律神経系 / ドーパ / 電気生理学 / 自律神経

【研究成果の概要】

ドーパは中枢神経系における新しい神経伝達物質候補である。その特異的受容体の実体を明らかとするため、選択的なリガンドを見出すことは重要なアプローチの一つである。本研究実績は、ドーパリガンド溶液中に新規な活性画分を見出した事、脳スライスNTSにおけるドーパ応答を捉える新しいアッセイ系、Multiple electrode array system(MED64)において、NTS領域においてドーパの二相性性作用を捉えることに成功した。本研究途上,新たにドーパ受容体候補分子を見出した.

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2008 - 2010

【配分額】19,630千円 (直接経費: 15,100千円、間接経費: 4,530千円)

【研究分野】衛生学

【研究領域課題番号】19390160 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ブロモプロパン / 神経毒性 / バイオマーカー / フロン代替物質 / 分子標的 / 中枢神経毒性 / 感受性 / 海馬 / 遺伝子発現 / フロン代替 / 有機溶剤 / 神経伝達物質 / 受容体

【研究成果の概要】

脳の各部位中では海馬と大脳皮質において1-ブロモプロパン曝露による神経伝達物質遺伝子発現への影響が大きいことがわかった。3系統のマウスおよびNrf2ノックアウトマウスを用いた実験により、曝露に対する感受性には、CYPIIE1、グルタチオン系が寄与し、酸化ストレスが毒性作用と関係していることが明らかにされた。また、蛋白中システインが分子標的の一つであることが付加物解析により明らかとなった。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2007 - 2009

【配分額】18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)

【研究分野】神経科学一般

【研究領域課題番号】06558107 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

受容体 / 高次構造 / 大量発現 / 神経伝達物質 / TRNOE / Gタンパク質 / アセチルコリン / ムスカリン / レセプター / 伝達物質

【研究成果の概要】

本試験研究では、ムスカリン性アセチルコリン受容体を対象として高次構造解明の為の基礎研究を行った。当初の目的は下記の通りであった。(1)高次構造研究に必要な量の受容体を得るため、バキュロウイルスを用いた高度発現系及び抗原性の高いペプチドとの融合受容体を利用した効率的な精製系の開発、(2)十分量精製したムスカリン受容体の2次元結晶の調製と電子顕微鏡写真の解析による立体構造の解明、(3)リガント・受容体複合体のTransferred Nuclear Overhauser Effect(TRNOE)の測定、それによる受容体に結合したアセチルコリンの構造の決定とリガンド結合に関与するアミノ酸残基の構造の推定、(4)受容体3次元結晶の調製とX線による構造解析の検討。
3年間の研究で下記のような結果を得た。(1)バキュロウイルスを用いた高度発現系の開発、適当な変異体を用いた高効率精製系の開発を行うことが出来た。(2)精製した受容体の電子顕微鏡での観察で1次元的な配列を示唆する結果が得られたが、まだ2次元結晶は得られていない。(3)受容体に結合したメタコリン(S(+)-O-acetyl-β-metylcholine)のTRNOEの測定を行い、C-C結合がトランスの配置をとることを示す結果を得た。(4)3次元結晶作製には精製受容体量が不足しており、まだその試みを開始していない。
この研究の過程でいくつかの副次的な成果が得られた。(1)ムスカリン受容体m1-m5サブタイプをバキュロウイルス-Sf9系で発現させ、それらのリガンド特異性及び被可溶化能を決定した。(2)ムスカリン受容体m2サブタイプに特異的なアロステリックリガンド、αラパチョンを見出した。(3)ムスカリン受容体のカルボキシ末端にあるパルミチル残基の動態、機能を明らかにした。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1994 - 1996

【配分額】17,700千円 (直接経費: 17,700千円)