比較生理生化学
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32 巻 , 3 号
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総説
  • 後藤 慎介, 遠藤 淳
    2015 年 32 巻 3 号 p. 109-117
    発行日: 2015/09/01
    公開日: 2015/09/16
    ジャーナル フリー
    葉が白っぽくなるとともに葉組織がかすり状に抜けた植物や,クモの巣に包まれたようになって枯れている植物を見かける。これは多くの場合ハダニ類による被害である。ハダニ類の中でもナミハダニTetranychus urticae(英名 the two-spotted spider mite)は1000種以上の植物を加害する害虫として知られ,古くからその生態や生活史が調べられてきた。近年はこれまでの知見をもとに,次世代シーケンサーを用いたゲノム解読やRNAseq解析などといった網羅的解析も行われるようになってきた。ナミハダニで得られてきた豊富な知見とこれらの新技術を組み合わせれば,これまで長らく謎であった「光周性機構」の一端を明らかにできるのではないかと期待している。本稿では光周性モデル生物としてのナミハダニにスポットを当て,これまでの知見と最近の私たちの取り組みを通して,光周性の生理学的機構を紐解いていきたい。
  • 田渕 理史
    2015 年 32 巻 3 号 p. 118-131
    発行日: 2015/09/01
    公開日: 2015/09/16
    ジャーナル フリー
    アルツハイマー病は最も一般的な認知症の原因疾患であり,記銘力障害を伴う神経細胞の機能不全を誘発し,最終的には患者に死をもたらす。これまでの研究からアミロイド前駆体蛋白質の部分的切断から生成されるアミロイドβ蛋白質がアルツハイマー病の発生及び進行に重要な役割を担っているという「アミロイドβ仮説」が提唱されているが,近年,「睡眠不足」がアルツハイマー病の進行を促進させるという報告があり,大きな注目を集めている。しかしながら,睡眠がどのようにアルツハイマー病に関与しているかについては未だよく分かっていない。今回,我々は睡眠剥奪によるアミロイドβ蛋白質の増加は睡眠剥奪によってもたらされる神経細胞の「過剰興奮」が原因であることを,ショウジョウバエを用いて明らかにした。まず,睡眠剥奪とアミロイドβ蛋白質は神経細胞に相互作用し,過剰興奮を誘発する特性があることをショウジョウバエの網羅的な行動実験と電気生理実験によって見出した。次に,アミロイドβ蛋白質の蓄積と睡眠剥奪はそれぞれが異なるタイプの電位依存性カリウムチャネルのコンダクタンス低下を引き起こすことで,神経細胞の過剰興奮を誘発していることを見出した。最後に,アルツハイマー病モデルのショウジョウバエに神経細胞の興奮抑制効果がある抗てんかん薬であるレベチラセタムを投与することによって神経細胞の過剰興奮の抑制及びアミロイドβ蛋白質の蓄積量の減少が起こることを見出し,さらにはアルツハイマー病ショウジョウバエの短命な寿命を引き延ばすことが出来た。これらの結果から,睡眠の欠如は神経の過剰興奮を介してアミロイドβ蛋白質の蓄積を促進させることが明らかとなり,アルツハイマー病の進行遅延のために神経の過剰興奮を防ぐことが有効である可能性が示唆された。
  • 冨菜 雄介
    2015 年 32 巻 3 号 p. 132-143
    発行日: 2015/09/01
    公開日: 2015/09/16
    ジャーナル フリー
    発達した付属肢をもつ動物の多くは,採餌行動において目標指向的に制御される巧みなマニピュレーション行動を示す。筆者は目標指向的に制御されるマニピュレーション行動の神経機構の理解を目指し,海産大型甲殻類であるアメリカウミザリガニ(Homarus americanus,ロブスター)を実験動物として採用した。ロブスターでは左右の第一胸脚のうち片方がクラッシャーと呼ばれる大鋏に分化しており,採餌文脈においては貝の殻を割り砕く行動(グリッピング)において使用される。筆者はこのグリッピング行動に着目し,行動に対して餌を提示する報酬型オペラント条件付け実験系を適用することで行動頻度の制御が可能であることを示した。また,光弁別刺激を手がかりとしてそのタイミングを制御可能であることを明らかにした。さらに,慢性筋電図解析を行うことで目標指向的に開始されるグリッピング行動を運動出力レベルで特徴付けることに成功した。本稿で紹介する一連の研究は,微小脳動物における目標指向的なマニピュレーション行動を神経生理学的に解析するための基盤を開発した開拓的取り組みとして位置づけられる。
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