単一神経細胞 記憶。Single-cell memぞちと)を世界 初 発見
－記憶 定説を書 換え－
ポイン
従来 定説 異 新規 記憶 発見
ン酸化プ 解析 単一神経細胞記憶 重要 子経路 定 記憶 完全解明や精神神経疾患 治療 貢献 期待さ
背景
共 研究 こ ま 線虫（. eせegan上 。 エ ン ) 温 走性行動
系 記憶 学習 びそ 破綻 精神 神経疾患 発症
機序 解明 目指 研究 実施 ま 温 走性行動 一定 温 餌 在 条件 飼育さ 個体 餌 い温 勾配 過去 体験 飼育温 移動 行動 こ 行動 さ 神経回路 定さ そ 回路 最 流 置 温 受容細胞 あ A切） ュ ン 興味深いこ 15℃
古屋大学大学院理学研究科 。研究科長：松本 邦弘) 森 郁恵 いくえ 教 授 貝淵 弘三 いぶ こう う 教授 大学院医学系研究科 共 研究チ 線虫を 系 す 大規模 ン酸化プ 解析を 世界 先駆け 成功させ こ 新規 記憶 を 定す こ 成功しまし 古く 記憶 学習 成立機構 様々 仮説 提案さ まし 現在 こ シ プ 説 最 力 す シ プ 説 記憶や学習 多細胞間 相互作用
支え 特 神経回路網内 シ プ 伝 効率 変化す シ プ 可塑的変化 成 立 す 説 す 現在ま こ 説 多く 実験的 理論的 支持を得 います
今回 研究チ 解析 神経細胞 中 シ プ 結合 他 細胞 相互作用を断絶し 状態 単一細胞 し 記憶を形成 能力を持
存在す こ 示さ まし こ 研究成果 神経細胞間 相互作用を基盤 す 神経回路 ベ 記憶以外 単独 神経細胞 ベ 記憶 単一神経細胞記 憶 存在す こ を実証す す
本研究 発見さ 単一神経細胞記憶 従来 定説 異 新規 記憶 す ま 本研究 開発さ 実験系 単一神経細胞記憶を解析す こ 世界 初 実験系 す こ 新技法を用い こ 未 謎 多い記憶
学習 分子 解明 新 拓け 期待さ ます
本研究 日本医療研究開発機構 AM道） 脳科学研究戦略推進プ 成
「】 度 文科省 移管 新学術領域研究 神経細胞 多様性 大脳新皮質 構 築 計画研究 （R道ST JST 生命シ 動作原理 技術基盤 日本学術振興会
特別研究員奨励費 支援を受け 行 国際科学誌 （ell Reたぞちっs
「015 1「 「4 日 1「:00たm ア 東部標準時 付け 発表さ まし
飼育 線虫 A切） ュ ン 5℃付近 環境 線虫 い 応答 ま 25℃ 飼育 線虫 A切） ュ ン 25℃付近 環境 線虫 い 応答 ま こ こ A切） ュ ン 温 感知 け く 感知 温 自身 記憶
い 温 記憶細胞 あ 可能性 示唆さ いま さ 細胞体 離さ A切） ュ ン 神経 端や A切） プ 結合 AWA や AIY ュ ン 損 変異体 い こ 飼育温 依 温 応答 観察 こ A切） ュ ン 単独 温 記憶 立さ い 可能性 高い 考え ま
A切） ュ ン AWA や AIY ュ ン以外 神経接続 細胞 こ ま 神経内 泌因子 記憶 立 寄 可能性 排除 いこ 既 実 験系 神経細胞単独 記憶形 検証 こ ま
研究 内容
研究 A切） ュ ン 初代 養系 確立 A切） ュ ン 他 細胞 完 全 隔離 条件 温 記憶 形 さ 検証 行いま 具体的 ま 神経活動 指標 あ 細胞内 ウ イ ン濃 変化 応 蛍光強 変化 低（a２５3 子 A切） ュ ン 特異的 働く線虫系統 樹立 そ 系統 個体群
胚細胞 単離 A切） ュ ン 初代 養系 確立 ま 初代 養 A切）
ュ ン 養温 記憶 ウ イ ン 検証 こ
養温 依 的 温 応答 観察さ ま 図 こ 結果 A切） ュ ン け 記憶形 他 細胞 相互作用 必要 いこ 示 多数 ュ ン 協調的 相互作用 こ 記憶 学習 立 いう こ ま 記憶 学習
イ 全く新 い視点 え 図
研究 こ 単一 神経細胞 記憶 子 ベ 実体 解 明 遺伝子変異体 用い 解析 実施 ま 様々 遺伝子 変異体 い 解析
行 結果 cmず-1遺伝子 機能 損変異体 い こ 単一神経細胞 記憶 深刻
異常 観察さ ま こ cmず-1 遺伝子 生物種 超え 広く保 さ ウ
- ュ ン依 性プ イン （a２KI/IV ま （a２KI/IV 含 多く 動物種 脳 ン 質 ン酸化 酵素 機能 い こ
知 いま そ ン酸化 標的 子 明 そこ 々 線虫
全 ン 質 対 （a２KI ン 質 用い ン酸化プ 解
析 実施 （a２KI/IV 標的 子 網羅的 探索 行いま こ 解析
（a２KI ン酸化標的 子 候補 38 線虫 ン 質 定 さ こ ン 質 中 含ま い Raf 損 単一神経細胞 記憶 異常 引 起こ こ 突 止 ま Raf 線虫 ま 保 さ Raf-２分K-分RK-２分）23 いう 子経路 形 い こ 知 いま 神経細胞 け 機能 知 まま そこ 研究 （a２KI/IV や Raf け く ２分K 分RK ２分）23
い そ 遺伝子 変異体 い 単一神経細胞記憶 解析 行い
（a２KI/IV-Raf-２分K-分RK-２分）23 いう 子経路 単一神経細胞記憶 立 重要 あ こ 見出 ま
成果 意義
古く “記憶 “ プ 注目さ 複数 細胞 協調 機能 こ
記憶 蓄え 考え ま 研究 一部 神経細胞
細胞単独 物事 記憶 いうこ 初 示さ ま こ 研究 果 将来 神 経科学研究 対 神経ネッ ワ け く 個々 細胞 記憶 宿 得
いう新概念 え あ 長年 わ 生物学 課題 さ 脳神経系
け 記憶 完全解明 大 く寄 考え ま ま ン酸
化プ 解析 単一神経細胞記憶 子実体 （a２KI/IV-Raf-２分K- 分RK-２分）23 いう 子経路 明 ま こ 記憶制御 子 治療 ッ こ 神経疾患や精神疾患 対 新 創薬開発 展開さ こ 将
来的 可能 ま
用語説明
線虫（. eせegan上 エ ン 学 （aenoちしabdじ下じ上 eせegan上 ：
世界中 広く研究 利用さ い 実験動物 体長約 1mm 透明 体 自然界
土 中 生息 線虫 神経系 機能 多数 子 働 こ 知
い
A切） ュ ン A切） 神経細胞 ：
線虫（. eせegan上 頭部 在 温 受容細胞 研究 温 受容 け く 受容 温 記憶 担う細胞 あ こ 判明 線虫（. eせegan上 302個 神
経細胞 あ そ フ ベッ 文 表記 前 い い A切）
ュ ン プ 接続 神経細胞 AWA ュ ン AIY ュ ン あ
低（a２５3 子：
ウ イ ン濃 蛍光 明 さ 変化 ウ ンサ 子 緑色蛍
光 ン 質 低切５ 開発さ ウ イ ン濃 い 弱い蛍光 発
ウ イ ン濃 高い 強い蛍光 発 こ 利用 生体内 ウ イ
ン濃 変化 低（a２５3 子 発 蛍光 明 さ 変化 こ
ウ イ ン ：
細胞内 ウ イ ン濃 変化 観測 実験手法 研究 ウ イ ン
濃 応 蛍光強 変化 低（a２５3 子 用い A切） ュ ン内 ウ イ ン濃 変化 測定
ン酸化プ 解析：
あ ン酸化酵素 標的 質 網羅的 定 実験手法 研究 （a２KI ン
質 ン酸化修飾 受け 子 線虫 全 ン 質 中 38 ン
質 定
論文
Sじngせe-ceせせ memoちと ちegつせa下e上 a neつちaせ cじちcつじ下 foち 上en上oちと beしa不じoち
）４I：10.1016/す.ceせちeた.2015.11.064
新し く わかっ た こ
一部 神経細胞 単独 記憶を 担う こ れま に わかっ い た こ
神経ネ ット ワ ー ク 記憶を 担う 図2
