谷本 拓

神経ペプチドは、生存に重要な動物行動を制御する。特にショウジョウバエでは、神経ペプチドによるドーパミン系の制御が、学習や摂食行動をコントロールしている。本研究では、神経ペプチドの網羅的な形態解析を行う。PC 上での画像重ね合わせを駆使し、in silico での神経ペプチドの脳サーキット構築・分析を行うことで、ハエ脳における神経ペプチドデータバンクの作成を目指す。

現象の認知は、対象の情報を視覚、嗅覚、聴覚、など様々な感覚器官から得て、それらを脳で統合することで成立する。これらを統合する脳部位には、異なる感覚モダリティ情報を同時に処理する機能が備わっていなければならない。本研究では、色と匂いの情報が、昆虫の記憶中枢においてどのように表現されているのか、単一神経種レベル、あるいは細胞レベルで解明することを目的とする。また、視覚野からキノコ体への情報伝達回路を明らかにすることにより、記憶中枢が異なる感覚モダリティ情報を処理する神経回路メカニズムを理解する。

ショウジョウバエ成虫脳では、モノアミン神経群は樹状突起を脳の下部に持ち、脳の上部の広範な部位に投射するという、哺乳類脳と類似した構造を持っている。昆虫でも情動の制御にモノアミン神経経路が重要な役割を果たすことは確実視されているが、(1) 罰や報酬などの情報はどのようにして異なるモノアミン系の活動に結びつくのか？ (2) 異なるモノアミン系が活性化するとき、脳の中ではどのように異なった反応が起きているのか？という２つの重要な問題は、まだほとんど解析されていない。そこで前者を知るために、モノアミン神経がどのような神経から情報を受けるのかの回路ネットワークを明らかにし、それらの神経を人為的に遮断したり活性化したりすると脳機能にどのような変化が起こるかを解析する。また後者を知るために、異なるモノアミン系が活性化した脳で、生化学的にどのような変化が起きているかを解析する。これによって神経回 路と神経細胞内という２つのレベルにまたがる多階層の解析を行う。

本研究では、モノアミン産生細胞のみを選択的に阻害する外来遺伝子をショウジョウバエに導入し、自由行動下でのモノアミン作動性神経の機能を操作する実験系を確立する。具体的には、モノアミンを特異的に化学修飾する外来遺伝子（ebony,DβH）を発現させ、当該神経の不活性化を試みる。