Habituation in Caenorhabditis elegans : Its analysis by using behavioral,neural circuit and genetic approaches
著者 北村 敬一郎
著者別名 Kitamura, Keiichiro journal or
publication title
博士学位論文要旨 論文内容の要旨および論文審査 結果の要旨／金沢大学大学院自然科学研究科
volume 平成14年9月
page range 226
year 2002‑09‑01
URL http://hdl.handle.net/2297/16446
氏名 生年月曰 本籍 学位の種類 学位記番号 学位授与の曰付 学位授与の要件 学位授与の題目
北村敬一郎
石川県 博士(理学）
博甲第４６７号 平成１４年３月２２日
課程博士(学位規則第４条第１項）
HabituationinCaenorhabditiseleｇａｎｓ：ltsAnalysisbyusing BehavioraLNeuralCircuitandGeneticApproacheｓ(線虫 Caenorhabditiselegansにおける慣れ学習：その行動，神経回路およ び遺伝子解析）
細野隆次(医学部保健学科・教授）
長井雅子(医学部保健学科Ｐ教授）大熊勝治(薬学部・教授）
星名哲(理学部・助教授）山口正晃(理学部・助教授) 論文審査委員(主査）
論文審査委員(副査）
学位論文要 ヒーロ
乱ＲＳＴＲＪＡＣＴ
ＷｅｓｔｕｄｉｅｄｏｎｈａｂｉｔｕａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｎｅｍａｔｏｄｅＣａｅｎｏｒｈａｂｄ工亡工ｓ
ｅ１ｅｇａｎｓｂＹｕｓｉｎｇｂｅｈａｖｉｏｒａ1，ｎｅｕｒａｌｃ工ｒｃｕユｔ，ａｎｄｇｅｎｅｔｉｃａｐｐｒｏａｃｈｅｓ･
Ｗｏｒｍｓｉｎｔｈｅｈａｂｉｔｕａｔｅｄｓｔａｔｅｓｅｖｏｋｅｄｂｙｏｎｅｓｉｔｅｔｏｕｃｈａｒｅｓｔｉｌｌ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔｏｔｏｕｃｈｏｎｔｈｅｒｅｓｔｓｉｔｅｓ･ＴｏｉｄｅｎｔｉｆＹｎｅｕｒｏｎｔｈａｔ ｐａｒｔｉｃｉｐａｔｅｓｉｎｈａｂｉｔｕａｔｉｏｎ，ｗｅａｂｌａｔｅｄｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａＵｙｎｅｕｒｏｎｓ ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｎｇｔｈｅｎｅｕｒａ１ｎｅｔｗｏｒｋｒｏｒｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｔｉｍｕｌｉｗｉｔｈａ ユａｓｅｒｍﾕｃｒｏｂｅａｍａｎｄｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｉｎｇｈａｂｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｅｄａｎｉｍａｌｓ･Ｗｅｃｏｕｌｄｎｏｔｎｎｄａｎｙａｂｎｏｒｍａｌｉｔｙｏｎｈａｂ土ｔｕａｔｉｏｎ ｏｒａｎｉｍａｌｄｅｒｅｃｔｉｖｅユｎｅａｃｈｍｅｃｈａｎｏｓｅｎｓｏｒｙｎｅｕｒｏｎｏｒｉｎｔｅｒｎｅｕｒｏｎ ｅｘｃｅｐｔｔｈｅＡＶＤｉｎｔｅｒｎｅｕｒｏｎｓ･ＴｈｅＡＶＤｉｎｔｅｒｎｅｕｒｏｎｐユａｙｓａｃｒ土ｔｉｃａ１ ｒｏｌｅｏｎｔｈｅｈａｂユセｕａｔｉｏｎｉｎ土ｎｔａｃｔａｎｉｍａＬ工ｎｏｒｄｅｒｔｏｉｄｅｎｔｉｆｙ９ｅｎｅｓ ｔｈａｔａｒｅｒｅｓｐｏｎｓｉｂｌｅｔｏｔｈｅｔａｐ－ｒｅ１ａｔｅｄｈａｂ工ｔｕａｔｉｏｎｉｎＣ。ｅエｅ９ａｎｓ ａｎｄｗｅａｄｏｐｔｅｄｃＤＮＡｍｉｃｒｏａｒｒａＹｓ･ＷｅｉｓｏｌａｔｅｄｍＲＮＺＡａｓｐｒｏｂｅｆｒｏｍＬ１ １ａｒｖａｅｗｉｔｈｏｒｗ工ｔｈｏｕｔｔａｐｓｔｉｍｕｌｉ･ＷｅｃｏｍｐａｒｅｄｔｈｅｈＹｂｒｉｄユｚａｔｉｏｎ ｄｅｎｓｉｔＹｉｎｍｉｃｒｏａｒｒａＹｓｗ土ｔｈｔｈｅｍＲＭｋｓａｓｐｒｏｂｅｓａｎｄｆｏｕｎｄ２４８９ｅｎｅｓ ｔｈａｔａｒｅｕＰｏｒｄｏｗｎｒｅｇｕ１ａｔｅｄｄｕｒｉｎｇｔｈｅｔａＰＳセユｍｕ１ａｔ土ｏｎ・Ｔｈｅｃｅｌｌｓ
ｅｘＰｒｅｓｓｉｎ９ｔｈｏｓｅｉｄｅｎｔｉ五ｉｅｄｇｅｎｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄｂＹユｎｓｉｔｕ ｈｙｂｒｊＬｄｉｚａｔｉｏｎ･ｗｅ正ｏｕｎｄ８９ｅｎｅｓｅｘｐｒｅｓｓｅｄａｔｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｒｅｇﾕｏｎ ｉｎｔｈｅｎｅｒｖｏｕｓｓＹｓｔｅｍ･Ｆｉｎａｌｌｙ，ｗｅｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｓｅｖｅｒａｌｇｅｎｅｓ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｎｇｔｏｔｈｅｈａｂユセｕａｔｉｏｎｂＹｕｓユｎｇｄｏｕｂｌｅ－ｓｔｒａｎｄｅｄＲＮＡ●
ｉｎｔｅｒ正ｅｒｅｎｃｅ．
ｎNⅡＲｏＤｕＣＴエＯＮ
Ｌｅａｒｎｉｎ９ｂｅｈａｖｉｏｒユｓｃ１ａｓｓｉ七ｉｅｄｉｎｔｏａｓｓｏｃｉａｔｉｖｅａｎｄ ｎｏｎａｓＳｏｃｉａ七ｉ－ｖｅｌｅａｒｎｉｎ９・Ｆｏｒａｓｓｏｃｉａｔｉｖｅｌｅａｒｎｉｎｇ，ａｎｉｍａｌｓａｒｅ ｅｘｐｏｓｅｄｔｏｄｉ丘ｅｒｅｎｔｓｔｉｍｕｌｉｔｏ１ｅａｒｎｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏ造ｏｎｅ ｓｔｉｍｕ１ｕｓｔｏａｎｏｔｈｅｒstimuエｕｓｏｒｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｒａｓｔｉｍｕ１ｕｓｔｏ ｂｅｈａｖｉｏｒ・Ｆｏｒｎｏｎａｓｓｏｃｉａｔｉｖｅｌｅａｒｎユｎｇ，ａｎｉｍａｌｓａｒｅｅｘｐｏｓｅｄｏｎｃｅｏｒ ｒｅｐeatｅｄｌｙｔｏａｓｉｎｇｌｅｔｙｐｅｏｆｓｔｉｌｎｕエｕｓａｎｄｌｅａｒｎａｂｏｕｔｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｒｔｈｅｓｔｉｍｕｌｕｓ･ｓｏ，ｈａｂｉｔｕａｔｉｏｎｉｓｔｈｅｒｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅａｔｔｅｎｔｉｏｎ･Ｈａｂｉｔｕａｔｉｏｎａｌｌｏｗｓａｎｉｍａ１ｓｔｏｉｇｎｏｒｅｃｏｍｍｏｎ，
ｉｒｒｅ１ｅｖａｎｔｓｔｉｍｕｌｉｓｏｔｈａｔｔｈｅＹｃａｎａｔｔｅｎｄｔｏｓｔｉｍｕｌｉｉｍｐｏｒｔａｎｔ定ｏｒ ｓｕｒｖｉｖａＬＨａｂｉｔｕａｔｉｏｎｈａｓｂｅｅｎｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｉｎｍａｎｙｏｒｇａｎｉｓｍｓ ｔｅｓｔｅｄｉｎｃｌｕｄｉｎ９ｓｉｎｇｌｅｃｅＵｅｄｐｒｏｔｏｚｏａ，Ｃ、ｅエｅｇａｎｓ，Drosophヱエａ，
ap1ys工ａ，ｎｓｈ，rat，ａｎｄhuman･Forexalnp1e，ｉｎthe9iU-withdrawal renexofApｴｙｓ工ａ，ｃｈａｎｇｅｓ１ｎｓＹｎａｐﾋｴcstrengthwithhabituation ｗｅｒｅｏｂｓｅｒｖｅｄｍｔｈｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｓｅｎｓｏｒＹｎｅｕｒｏｎｓａｎｄ ｍｏｔｏｒｎｅｕｒｏｎｓ・Ｈｏｗｅｖｅｒ１ｉｔｔ１ｅｉｓｋｎｏｗｎａｂｏｕｔｔｈｅｉｎｔｒｉｎｓｉｃａｎｄ
ｓｙｎａｐｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｎｅｕｒｏｎｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎ９ｍｏｌｅｃｕ１ａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｕｎｄｅｒｌＹｉｎｇｂｅｈａｖｊＬｏｒａｌｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ･ＴｈｅｎｅｒｖｏｕｓｓＹｓｔｅｍｏｆＣ．
ｅエｅｇａｎｓｉｓｖｅｒＹｓｉｌｎｐ１ｅ，ａｎｄｉｔｓｃｏｍｐ１ｅｔｅｍｏｒｐｈｏ１０ｇｙ，ｃｅｎｌｉｎｅａｇｅ ａｎｄｇｅｎｏｍｅｓｅｑｕｅｎｃｅｓａｒｅａｌｒｅａｄＹｋｎｏｗｎ･
ＷｅａｒｅｔｒｙｉｎｇｔｏｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｏｎｈａｂｉｔｕａｔｉｏｎｉｎＣ・ｅＺｅｇａｎｓｂＹ ｕｓｉｎｇｂｅｈａｖｉｏｒａｌ，ｎｅｕｒａｌｃｉｒｃｕｉｔ，ａｎｄｇｅｎｅｔｉｃａＰｐｒｏａｃｈｅｓ．
ＲＥＳＵＬＴＳｍＵＤＤエＳＣＵＳＳエＯＮ
Ｃ・eZegransmovesbackwardwhensubjectedtoatouchstimulus・
ｍｈｉｓｒｅｓｐｏｎｓｅＳｈｏｗｓｈａｂｉｔｕａｔｉｏｎｂｙｒｅｐｅａｔｅｄｔｏｕｃｈｓｔｉｍｕユｉ・Ｗｅｔｅｓｔｅｄ
ｉｎｔｅｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｏＥｂｏｄｙｔｏｕｃｈ，ｔｏｕｃｈｏｎｔｈｅｎｏｓｅ，ｔｏｕｃｈｏｎｔｈｅ ｈｅａｄ，ａｎｄｔｏｕｃｈｏｎｔｈｅｔａｉｌ，ａｌｌｏ玉ｗｈｉｃｈｓｔｉｍｕｌａｔｅｓｐｅｃ並ｉｃ ｍｅｃｈａｎｏｓｅｎｓｏｒｙｎｅｕｒｏｎｓ･Ａｎｉｍａｌｓｉｎｔｈｅｈａｂｉｔｕａｔｅｄｓｔａｔｅｓｅｖｏｋｅｄｂｙｏｎｅｓｉｔｅｔｏｕｃｈａｒｅｓｔｉｌｌｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔｏｔｏｕｃｈｏｎｔｈｅｒｅｓｔｓｉｔｅｓ･エｆ
ｔｈｅｐ１ａｓｔｉｃｉｔＹｏｃｃｕｒｒｅｄａｔｔｈｅｌｅｖｅｌｏ玉ｔｈｅｉｎｔｅ９ｒａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎ９
ｐｈａｓｅ：nnalinterneuronsand/ormotorneurons，reversa1responsetotouchonｔｈｅｒｅｓｔｓｉｔｅｓｔｈａｔｕｓｅｔｈｅｓａｍｅ五ｉｎａｌｉｎｔｅｒｎｅｕｒｏｎｓａｎｄ
ｍｏｔｏｒｎｅｕｒｏｎｓｓｈｏｕｌｄｈａｖｅｂｅｅｎａ丘ｅｃｔｅｄｂＹｈａｂｉｔｕａｔｅｄｓｔａｔｅｓｅｖｏｋｅｄ ｂｙｏｎｅｓｉｔｅｔｏｕｃｈ･Ｂｅｃａｕｓｅｂｅｈａｖｉｏｒｓｗｅｒｅｎｏｔａ丘ｅｃｔｅｄｂｙｔｈｅ ｈａｂｉｔｕａｔｉｏｎｉｎｄｕｃｅｄｂｙｏｔｈｅｒｔｏｕｃｈｓｉｔｅｓｔｈｅｍｏｓｔ１ｉｋｅ１ｙｓｉｔｅｓｏｒ ｐユａｓｔ工ｃｉｔｙ五ｏｒｈａｂｉｔｕａｔｉｏｎｔｏｔｏｕｃｈａｒｅｔｈｅｐａｒａｌｌｅ１ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｌｅｖｅｌ８ｍｅｃｈanosensorYneuronsand/orinitialstagesofinterneurons
(Ｆｉｇ．１）．
Ｗｉｔｈｄｒａｗａ１ｒｅｓＰｏｎｓｅｓｅｌｉｃｉｔｅｄｂＹｈｅａｄｔｏｕｃｈａｒｅｃｏｎｔｒｏｌ１ｅｄｂｙ
．....．-...c､．...．...①｡...■...□..｡□･の｡？･･□.｡.e･････｡｡■･■･････････････････････p･■■････････｡･････｡･･････⑤｡｡･･･｡･･■･■｡｡■･････････････Ｐ･･･■■･■････････の････････の｡■･●･･･●･･■●･凸･●･■■●･●｡●･●･●■●･●･の｡●の●Ｐ■●●●●の凸■●●。●■●●●■●｡●■●●●●●●●●●Ｃｅ■●●●●●●●●●づ゛●●■●●の■●●●●●●●の゛●●●ｃ･ＯＣ
ＩⅡnterne1luIIl[･ons Motor
Meclnanosell【IIlsoryNeurO1I[,IIs
Stilu【11,uIUnUuns
Nlellullrons
》才才びぴ”ＩＦと〃ｆ〃びぴびびぜげ〃ＴＥｆｒげＩｆｆｆｆ５Ｊ〃ずぜ〃ｆｆＴＪＪＪｆ〃Ｊどげげぴ〃ずｆＪびくＴｆｆｃ〃げげＪＵイヱＴｆＴＪ〃ＪｒＪＪｊＦＦ〃ｒｆＪＪ３と＄どぴ〃ずｆＪ７ＪＰＪゲイｆ〃ＩＴｆＰ鄙びずｆどｆｆｆと〃ＪＴＴＪｆｆ〃ＦｆＥｌ〃ＪＴＦ。●ずＪＴ０・とびＰ〃ｆｒｆＴＪとぴびけどござＪ３ｆＪゲグゲゲヶゲよ＄〃圧；どＦＪｆグゲゲびび式■
ｒＰＰＦＰＦＰＰＰＰＰクＰＰＰＰＦＰＦシＰＰＰＦＰＰｒＰＰＰＰＰ伊ＰＰＰＰアドグ〃ＰＰＦＣＦＰＰドタ●・ＰｒＰＰＰＰＰ；ＰＰＦタクヮアドグヂ〃ＰＰＰＦＦＰＰがＰＰＰＰＰひＰＰＤ・ＰＰＦＰＦＦＰＰＰＰＰＰＰＣＰ夕ＰＰＰＰＰＰＰＰＦＰＰＦＦＦＦＰＰづ戸ＰＰＦＰＦＰ５ＦゲァケアゲＰｐＰ夕ＰタＰ々ＦＰＰヴＰＦＰＦクレＦＰＰ●かわ万ＤＰＰＰＦＰｐかＰＰＰ⑩□
Nose touch
ヨ’
コ⑬
Head touch
ｊ一
、。⑳
ＴａｉＤ touch
ParaIIeIprocessingphase IntegraIprocessingphase Figure4Signalflowinthetouch-reHexcircuit
■●●●｡■■●●●●●●p●●●●●●●●●の●O■■●●■●●●●●●●。■●●●●●⑪●●ｐ●●●●●●●●●●－●●■●●●●●､●①ＣＤ●ＣＤＳ●｡●●●●●●●●●●●■●●●●●●●●●■●●●●●●●●●●●ＯＣＣ■●●■白●●●●●■●■●ＣＧ●●●●■■●●●●●●●●■●●●●●の●●●●の●●p■■●●･●ひ｡●●●●●●CpU●□●●●●●●●●●ＣＣＢ●■■■●●●●ＣＣＤ●●●●ＤＤｐＣ●｡●ひの●■●●●●つ●▲
anteriormechanosensorYneuronｓ（ＺＭＩａｎｄａｐａｉｒｏｒＺＡＬＭ），ｂｙ正our Paﾕrsorinterneurons（AVZk，ＡＶＢ，ＡＶＤ，ａｎｄＰＶＣ）andbymotorneurons (Ｆｉｇ．２）・皿oident並Yneuronthatparticipatesinhabituation，ｗｅ ａｂｌａｔｅｄｓＹｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙｔｈｅｓｅｎｅｕｒｏｎｓｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｎｇｔｈｅｎｅｕｒａｌ ｎｅｔｗｏｒｋｗｉｔｈａユａｓｅｒｍｉｃｒｏｂｅａｍａｎｄｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｉｎ９ ｈａｂｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｏperatedanima1s（Tableｌ）．Ablat工ｏｎｏｒ ｓｉｎｇﾕｅ－ｃｌａｓｓｃｅＵｃａｕｓｅｄｎｏａｂｎｏｒｍａｌｉｔｙｏｎｈａｂｉｔｕａｔｉｏｎｏｆａｎｉｍａ１ｓ
●ケタ￣ヂタタケヴグタＰＰＦ･ヤタクタ￣Ｐや‐ＰＦウタヴハＰニクヂ゛ヂヴヂケハＰニチハロゲヂクグヂヴヂタニＰＰｎＰクハpリヤＰ●公ウタタＰ公岸夕グナゲナタタヴグゲヂクヶグゲタゲ､ヤタデヴデヮグＰＰ｢鈩小ＰヴヂゲヂゲヂグＦヴヂグヂゲヂヴタゲ視ゲヂゲヂテヶゲググニヴ会ヴチヴヂクヂ品伊テ■□ＰヂタヂゲデグタタヂテゲゲゲヂハＰＰＰグググヴニテヂゲヂタヂムハヂヂP…P●宍●八ＦゲタＰＰＦいＰＰやＰヂヴグタヂグチタテワヂゲタタゲタザレヂタテタテグナヂヂグヂＰヂグゲナＰヂヂワＰＰＡＰ～ヂグヂグ軒Ｐ品ＰＰリツタヂクケグゲゲヂゲヂータＦＡＰ少ＰＰｐＦがＡＰＰクタ。ＰＰｐひヂヴＡＰ〆ＰＰグヂザググヂＰＰいがウハグゥ
●｡●
TablelSummaryofthehabimatiosofanimalslackingtheneurons ofthetouchcilcuitry
Neuronskilled Numberof animals
tested
lnitial response
magnitudea
Nulnberof stimulibr
habituationb
Ｎone 2５ 1３７ ２１
Mechanosensoly
neuron
ALMLJR- AＶＭ－
ＰＬＭＬＲ‐
Interneuron AVDLR‐
ＡＶＡＬＲ ＰＶＣＬＲ－
ＡＶＢＬＲ－
Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ＡＶＡＬＲ－/ＰＶＣＬＲ－
ＡＶＢＬＲ－/ＰＶＣＬＲ－
ＡＶＢＬＲ－/ＡＶＤＬＲ－
ＰＶＣＬＲ－/ＡＶＤＬＲ－
ＡＬＭＲｙＡＶＭ－
ＡＬＭＲ－/ＡＶＭ７ＡＶＤＬＲ－
ＡＬＭＬ－/ＡＶＭ‐/PＶＣＲ－
０００２２２ ０３９０１ 四四
０４３２２２２２ 朋叫皿籾１ １４３１１２２２
０８３７０１３５７６６９８８
１０２３５３０２２２２２２２ ３９Ｓ３９９２２１１２２
Contributiontothehabituationwasevaluatedbyablatingeachclassofneurons thatconstitutethenetworkfbrmechanicalstimulus・AblationsofAVDLR，
ＡＶＢＬＲ/ＡＶＤＬＲ,ＡＬＭＲ/ＡＶＭａｎｄＡＬＭＲ/ＡＶＭ/AVDLRcauserapidhabtuation a;ｔｈｅｍagnitudeofresponsetothefiIsttouchstimulationisexpressedasa pelcentageoftheindividual1sbodylength
b;thenumberofstimulationsfbrthepopulationbeinghabituatedareindicate。
■￣■￣￣■■．￣…●●●●●●●●●●●ＰＣ●ＣＯ●●●●●◆●■■●●●の●■■●ﾛ●●●￣●●p●●⑪●｡■●●●●■■■●●ＣＧ●●■●●●●●●●●●●●p●●●●●●■■■●●Ｃｅ●●●･●●●●ｃ・・ｍｐＰ｡●･･■p■・■･･･甲・・・｡■の●●･●●①●●●●巳｡●｡●●c●｡●●ＣＯ■●Ｃｅ■●■●■●■●●●●｡●●■●●●●■●●■ＣＤＣ●●●●●●●●●｡●●□●●●●●●●●●●●●●●●●●●とﾆｰｰｰｰ・●■●■-｡●■■の｡Ⅱ-=宅巾一DC・・⑪ｃ・・・■＝＝か・・■・■・・・・■・・仁二二二・・・・・・・・・・・・・ｃｃ＝。・・・・・』
ａ AｖＤＡＶＢ ＡＶＭ’ PVC
AＶＡ PLM
ａｎｕｓ
￣
pmrynx価h千二三i6p
Left
vuIva
Right
ｂ
■Ｚ二二万 〉'Ｕ『寺 一睡
￣￣￣￣ろ／
－１－」
、
ﾐ、-t！
AＶＭ ～
、
〃 ＡＬＭ
ALM
Ａ ＡＶＤ
AＶＤ ノ （
、
〃 、 ノノ 、、
ＡＶＡ ＡＶＡ
′ ￣ 、、、
、
、
、 ＝
⑱
〃 ノ ノノノ AＶＢ＝ ￣￣､ ペ〆』〉ヘン
一〉『 ＝～～＝＝へへ ＡＶＢ 、 ～ 兇兇 、、、 〆〆〆’’’ ''PLM、
、
、
、 ￣
、 ～ ～～ ググ
＝ ～－
－－－－－■-- PＶＣ
PＶＣ ￣
Figure2Locationsof8interneuronsand3mechanosensoryneuronslbrtouch-induced backwardmovement(a)andasimplifiedschematicrepresentationofthetouchcilCuitrywith synapticrelationships(b)．ThealTowsanddottedlinesrepresentchemicalsynapsesandgap junctions,respectivelyThediagIamsaremodified症omChalfieetaL,(1985)andWickset
al,(1996)．
如叩印加蛆、０１１⑩五日一亡ロのＥｍ豚巨（この⑩』□のＮｌｐＥ□巨亜一のａ】
漣bil悪iii瀬悪J１
一AVBLR
-controI ノアAVAR
ALMR-‐ＡＶＤＲ－←ＲＥＶ ＡＶＭＪ－ＡｖＤＬ←AVA上
ＬＴＹ《ＧＨ－ＡＬＩ
|iii,蝋ili'iiii蝿Nw毫醐！
１
Ｆｉｇｕｒｅ３。
ｅｘｃｅｐｔｏ正ａｎユｍａエｓａｂユatedthe
bilateralZhVDinterneurons（ZAVDLR）（Ｆｉｇ．３）．Mimals1ackin9AVDLR mterneuronｓ（AVDLR）werehabituatedmorerapﾕdlythanintact
ａｎｉｍａユｓ・エｎｃｒｏｓｓ－ｃ１ａｓｓｃｅ１１ｋｉｌｌ，ｒａｐｉｄｈａｂｉｔｕａｔｉｏｎｗａｓｆｏｕｎｄｉｎ
ＡＶBLR-/AVDm，ALMR~/ZkVH~，ａｎｄⅢmR-/ZMq-/AVDLR･ＡｓｉｍＰ１ｉｆｉｅｄ
ｓｃｈｅｍａｔｉｃｎｅｕｒａｌｐａｔｈｗａＹｆｏｒｔｈｅｈｅａｄｔｏｕｃｈｗｉｔｈｄｒａｗａｌｒｅｓＰｏｎｓｅｉｓ ｓｈｏｗｎｉｎｎ９ｕｒｅ４（ａ）．Wepostu1atedthat，inhab此uatedstate，signalsaretransmittedviathe9apjunctionswithoutattenuation，
ｂｕｔｔｈｅｓｉｇｎａｌｓｖ１ａｔｈｅｃｈｅｍｉｃａ１ｓＹｎａｐｓｅｓｒａｐｉｄ１Ｙｄｅｃｒｅａｓｅ･mintact
anﾕma1s，afterrepeatedstimuﾕｉ，headtouchstimulusreceivedbｙ
ＡＬＭＬＲａｎｄＡＶＭｍｅｃｈａｎｏｓｅｎｓｏｒＹｎｅｕrons
mustbetransmittedtoAVDRviagapjunctions，andthentransmitted toAVARanｄｍｏｔｏｒｎｅｕｒｏｎｓｖｉａｃｈｅｍｉｃａｌｓＹｎａｐｓesinwhichsYnaptic changesoccurred（Ｆｉｇ．４(ｂ））．Whi1eintherapidhabituatedanｉｍａｌｓ
ｃａｕｓｅｄｂｙａｂ１ａｔｉｏｎ，ｔｈｅｓｔｉｍｕｌａｔユｏｎｒｅｃｅｉｖｅｄａｔｔｈｅＡＴＩＭＴ１ｍｅｃｈａｎｏｓｅｎｓｏｒｙｎｅｕｒｏｎｍｕｓｔｂｅｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄｔｏＰＶＣＬｔｈｒｏｕ９ｈｃｈｅｍｉｃａｌ ｓＹｎａｐｓｅｓ，ａｎｄｔｈｅｎｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄｔｏＡＶＤＲａｎｄｍｏｔｏｒｎｅｕｒｏｎｓｖｉａｇａｐ
ｊｕｎｃｔｉｏｎｓ・エｎｔｈｅｓｅａｎｉｍａｌｓ
ｔｈｅｍｏｓｔｌｉｋｅ１ｙｓｉｔｅｓｏ玉ｐユａｓｔｉｃｉｔＹ玉ｏｒｈａｂｉｔｕａｔｉｏｎａｒｅｔｈｅＡＬＭＬ ｃｈｅｍｉｃａｌｓＹｎapsesontothePVCLinterneuron（Ｆｉｇ．４（ｃ））・
Ｔｏｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｂａｓｉｓｏｆｈａｂｉｔｕａｔｉｏｎａｎｄｒｅｔｅｎｔｉｏｎ
ｏｒｈａｂｉｔｕａｔｅＣｌｓｔａｔｅ，ｉｔｉｓｅｓｓｅｎｔｉａ１ｔｏｉｄｅｎｔｉｆＹ９ｅｎｅｓｉnｄｉｖｉｄｕａＵＹ
bIntactanimaIs
ａ ＡＬＭＲＤ
：
ＡＶＭ・■
ｐｐｏＤＡＶＤＲ
●●●◆●
ＲＥＶ
．ＡVＡＲ
◆
、
●
ＡＬＭＬ－ＰＶＣＬ､．
ＣＡＶＤＬＲａｎｉｍａＩｓ
FiguTe4Thehypotheticalneulal ciruits(a)fbrtheheadtouchwithdrawal responseinintact(b)andinAVDLR ablated(c)ammalsThecircledisthe potentialneulalpathwayfbrhabituation．
ｏｒｓＹｓｔｅｍａｔｉｃａｎｙ･ｍｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏ正ｍｉｃｒｏａｒｒａＹｓｙｓｔｅｍｓｒｏｒｇｅｎｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｐｒｏｆｉ１ｉｎｇｐｅｒｍｉｔｓｓｙｓｔｅｍaticscreeningofalargenUmber ｏｆｇｅｎｅｓｉｎｖｏ１ｖｅｄｉｎｂｉｏ１ｏｇｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓｅｓ．Ⅱｈｅｒｅｆｏｒｅｌｗｅｕｓｅｄａ ｍﾕｃｒｏａｒｒａｙｃｏｎｓ土ｓｔｉｎｇｏ玉４，８９９ｃＤＭＡｓｏ正Ｃ、ｅエｅｇａｎｓｔｏｄｅｔｅｃｔ ａｌｔｅｒａｔｉｏｎｓｉｎｇｅｎｅｅｘｐｒｅｓｓユｏｎｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏ玉ｈａｂｉｔｕａｔｉｏｎＷｅ ｉｓｏユａｔｅｄｍＲＭＡａｓｐｒｏｂｅｆｒｏｍＬ１エａｒｖａｅｗｉｔｈｏｒｗｉｔｈｏｕｔｔｒａｉｎｉｎｇＯｒ
ｌ８０ｔｉｍｅｓ３０－ｓｉｎｔｅｒｓｔｉｍｕ１ｕｓｔａｐｓｔｉｍｕｌｉｏＷｅｃｏｍｐａｒｅｄｔｈｅｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎｄｅｎｓｉｔＹｉｎｍｉｃｒｏａｒｒａＹｓｗｉｔｈｔｈｅｃＤＭｋｓａｓｐｒｏｂｅｓ
ｂｅｔｗｅｅｎｔｒａｉｎｅｄａｎｄｃｏｎｔｒｏｌａｎｉｍａｌｓ･ｗｅ正ｏｕｎｄ２・Ｏ－ｒｏｌｄｏｒｇｒｅａｔｅｒ ｉｎｃｒｅａｓｅｓｉｎｔｈｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｌ４３ｇｅｎｅｓａｎｄ２・Ｏ－玉ｏ１ｄｏｒｇｒｅａｔｅｒ ｄｅｃｒｅａｓｅｓｉｎｔｈｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｌＯ５９ｅｎｅｓａｔＬ５ｈｏｕｒｓａｆｔｅｒｔａｐ ｓｔｉｍｕｌｉ．ⅢｈｅｕＰａｎｄｄｏｗｎｒｅｇｕｌａｔｅｄｇｅｎｅｓａｒｅｌｉｋｅ１Ｙｔｏｂｅｉｎｖｏｌｖｅｄ ｉｎｎｏｔｏｎｌＹｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｄＹｎａｍｉｃｓ，ｓｉｇｎａユｔｒａｎｓｄｕｃｔｉｏｎｓ，
ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎｆａｃｔｏｒｓ，ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒｓ，ａｎｄｉｏｎｃｈａｎｎｅ１ｓｂｕｔａｌｓｏ ｍｅｔａｂｏ１ｉｓｍｓ，ｍｉｔｏｃｏｎｄｒｉａ、ＨｏｗｅｖｅｒｍａｎｙｇｅｎｅｓａｒｅｓｔｉｌｌｒｕｎｃｔｉｏｎａｌｌＹ ｕｎｋｎｏｗｎ･Ｔｈｅｃｅｌｌｓｅｘｐｒｅｓｓｉｎｇｔｈｏｓｅｉｄｅｎｔｉｎｅｄｇｅｎｅｓｈａｖｅｂｅｅｎ ｓｔｕｄｉｅｄｂＹ工、ｓ工ｔｕｈＹｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ、
Ｗｅｆｏｕｎｄ８ＣｌｅｎｅｓａｒｅｅｘＰｒｅｓｓｅｄ土ｎｔｈｅｎｅｒｖｏｕｓｓＹｓｔｅｍｉｎｔｈｅｈｅａｄ ｒｅ９ｉｏｎ，inc1udingCO3F11､９，ＺＫ1236.2,m1B７．４ａ，Ｂ0507.1,CO5C12､３，
Ｃ４９Ｇ７．４，Ｃ24Ａ８．４，ａｎｄｕｎｃ－５２（Ⅲab1e2）．Ⅲoexaminetheirfunction inC･ｅＺｅｇａｎｓ，ｗｅＰｅｒｆｏｒｍｅｄｇｅｎｅｔｉｃｉｎｔｅｒ玉ｅｒｅｎｃｅｍｅｄｉａｔｅｄｂＹ ｄｏｕｂｌｅ－ｓｔｒａｎdｅｄＲＮＡ（ｄｓＭＺＵ）usingbaoteriatode1iverdsRM1．wｅ
lkuble2Listof8genesexlDmessedintlnenervoussystem
‘ＵＩＢ［ｌＵｏＩＭにbｓｅｓ SGrUDtn【DＩＩ
k544c6ＣＯ３Ｆ１１９
ｖｋｌｌ６ｄｌＯＺＫ１２３６Ｚ ＪＩＩ１ＢｊＩＩｌ巳ｕＶＩｌｄｌＨ
、ｑｍＤｔＵＯⅡ ＣＩＤＥ､
】ｕ［DIIｎ匹ＬＬ 1m【２m
ｆｅｄｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄｂａｃｔｅｒｉａｅＸｐｒｅＳＳｉｎｇｄｓＲＭＡｔｏＣ．ｅエｅｇａｎｓａｎｄ
１ｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｉｎｇｈａｂｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｏｓｅａｎｉｍａｌｓ･Ａｎｉｍａｌｓ
ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓユｙｅｘｐｏｓｅｄｔｏｄｓＲＮＡｏｆＣＯ５Ｃ１２、３ａｎｄＴ１１Ｂ７、４ageneswere rapidlyhabituatedmorethancontrolanimals（Ｆｉｇ．５）．Furthermore，ｄｓＲｌＵＺＵｏ造ｔｈｅＣＯ５Ｃ１２、３９ｅｎｅｒｅｓｕｌｔｅｄｉｎ
ｒｅｔｅｎｔｉｏｎｏ五habitｕａｔｉｏｎｗｉｔｈｓｌｏｗｒｅｃｏｖｅｒＹ玉ｒｏｍｈａｂｉｔｕａｔｅｄｓｔａｔｅ･
ＴｈｅＣＯ５Ｃ１２、３geneencodﾕngthetransmembraneregionofthｅ
ｖｏｌｔａｇｅ－ｇａｔｅｄｃａエｃｉｕｍｃｈａｎｎｅ１．ＺｌｄｓＲｍＡｉｏｆｔｈｅＣＯ５Ｃ１２、３９ｅｎｅｍｉｇｈｔ
ｍｏｄｕユａｔｅｔｈｅｐｒｅｓＹｎａｐｔｉｃＣａ２＋ｉｎｆｌｕｘｔｈａｔｔｒｉｇｇｅｒｓｒｅユｅａｓｅｏｆｎｅｕｒｏｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｓ･Ｈａｂｉｔｕａｔｉｏｎｉｓｔｈｅ玉ｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆｓｅｌｅｃｔ工ｖｅ
ａｔｔｅｎｔｉｏｎ･Ｔｈｅｎ，ｄｏｗｎｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｏ玉ＣＯ５Ｃ１２ｏ３ｇｅｎｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｍｉｇｈ七 ａＵｏｗａｎｉｍａｌｓｔｏｉｇｎｏｒｅｒｅｄｕｎｄａｎｔａｎｄｉｒｒｅｌｅｖａｎｔｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｔｉｍｕＵ，
ｓｏｔｈａｔｔｈｅｙｃａｎａｔｔｅｎｄｔｏｏｔｈｅｒｓｔｉｍｕｌｉｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒｓｕｒｖｉｖａｌ･
エｎｓｕｍｍａｒｙｗｅｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｈａｂｉｔｕａｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｗｉｔｈａｎｉｍａｌｓ ａｂｌａｔｅｄｎｅｕｒｏｎｓｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｎ９ｔｈｅｔｏｕｃｈ－ｒｅｆｌｅｘｃｉｒｃｕｉ七．Ｕｓｉｎ９ ｍｉｃｒｏａｒｒａｙｔｅｃｈｎｉＣＩｕｅｗｅｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｎｕｍｅｒｏｕｓｐｏｔｅｎｔｉａエｇｅｎｅｓ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｎｇｔｏｔｈｅｈａｂｉｔｕａｔｉｏｎ･ＢｙＲＮＺＵｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｉｔｈｔｈｅｓｅ ｇｅｎｅｓ，ｗｅ玉ｏｕｎｄｐｏｔｅｎｔｉａｌ９ｅｎｅｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｏｎｔｈｅｈａｂｉｔｕａｔｉｏｎ
ｂｅｈａｖｉｏｒ．
、●ＣＧ●ＣＤ●●●●●●●●●□●●●●●■●ＤＣＣ●●のら●●■。●｡■●●凸■■●●ｓ●●ロ●●Ｕｃ｡●の●●●●ｅ●●●●●●●●●■●■●●■●●●●●の■■の■■●●■ＤｐＣ●●●●●●●●。●●ＣＤＤＤ●●●●●●ＤＰ●●□●●●●ｐけら●●●●●●●●ｐ●●●●●ＣＯ●●ＣｅＤＰ●●ＣＢＯ■●●●●●●●●●●Ｇｅｄ■、①●●●●●．●●●□ＯＢ●￣●●●●｡●⑪●●●の●●●･●●●ＣＤ●●●●●●●●ＣＤ●●０●■ＯｃＤｐＣ●●●●●●●●●●●●●ＣＤ●ロ■●●の■●●●●●■■●□●●●ＣＤ■■●●●●●●●●●●●●■●●●●●●●●◆●●●●●夕゛■●●●●■●｡●●■■●●●●。●●●●●｡●pｄｂ Ｄ
７６白４３２１０ｌＣＣ●●●●●●一
７６
■●５判己２１０１一四勺日咀后四口目⑲明白・凸凹巴屋
轄蝿111;|蝿!』l蝿【'1職iｌ１
Ｕ鴎 辨蝿hﾂﾞ!(::蝋J蝿甘鯛
I、丙Ｎ…d､｡トの⑨昌貝日日目呉目白日日鳥目1313認目息周ＲＲＲ月月爲恩爲爲周爲皀斯亜F⑨＝◎苫＆ｔ１－ｐｎｊ：司…゛、ロト゜･日ロロ率日日月２１日目目Ｎ周諦ｌＱＲＲＲＲ目鳳凰９円目Ｒ周８８；童T西出⑤ｒ◎量ｇｔＪＴｍＴｄ mguroSReBPonBBmagn並ｕｄｅｔｍｎＢｉｔｔｈｴoughmpeatedstimuユュ．（ａ）llabitu酢ｉｃｎｏ三ＣＯ曰C１２．３瓠mianima1■（Ｂ）Ｐｏｓｔ－３ｍｚ⑥covezy辻pn i habituationo竃CO5C12.3-ｍハユamimLﾕ■･ハエZｏＷ８（ａ)ｐｏｓﾕtionB池bitUat●ｄａｎｄ（ｂ）PoBitionBZehabitUated･
も...｡...｡...｡...◇..､0...ﾛ...B､...､0...0...0...゜...｡...｡...｡･･...：
学位論文審査結果の要旨
神経高次機能，特に学習に伴う記’億獲得機構解明は生命科学で最重要課題の一つである。本研究ではセン チュウＣｅ化gH"sを用い非連合学習の一種である慣れ学習に働く神経回路網と寄与する遺伝子について調べ
た。
Ｅｅ化gmIsに弱い機械的刺激を与えると後退反応をする。くりかえし与えるとやがて反応しなくなる'慣れ 現象が観察される。本研究ではまずこの学習行動の解析系を確立した。確立された解析系を用いタッチ刺激 を与えた際の慣れ現象に働く神経について調べた。タッチ刺激に働く神経回路網は５感覚ニューロンと８介 在ニューロンから構成されている。これらのニューロンをレーザー顕微破壊で焼却しても学習行動に影響し なかった。しかし，AVDL，ＡＶＤＲ介在ニューロンあるいはAVM，ALMR感覚ニューロンを同時に破壊すると慣れ 行動に変化が生じた。このことは本'慣れ学習にはタッチ回路網全体が必要ではなく特定神経回路が重要な働
きをしていることを示している。
本研究では次いで本`慣れ学習に働く遺伝子について調べた。そのため，学習させたＣＬｅ化餌"ｓからｍＲＮＡ を単離し，cDNAmicroarrayを用いハイブリダイゼーションし，学習させない‘ｅだ〃"ｓからのｍＲＮＡとの 比較から発現が変化する遺伝子同定を行った。その結果２４８遺伝子を同定した。これらの遺伝子群から特に 神経系での発現に違いが観察された８遺伝子の本学習への寄与をＲＮＡｉ法で研究した。
以上により，本研究は学習に働く特定神経細胞を明らかにしたばかりでなく遺伝学的手法で記`億獲得機構 解明の道を拓いた。よって本論文は博士（理学）論文に値すると判定された。
