Sleep research with fruit fly

DOI Web Site Web Site PubMed 22 References
  • Ueno Taro
    公益財団法人東京都医学総合研究所
  • Kume Kazuhiko
    名古屋市立大学大学院 薬学研究科 神経薬理学

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Other Title
  • ショウジョウバエを用いた睡眠の基礎研究
  • ショウジョウバエ オ モチイタ スイミン ノ キソ ケンキュウ

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Abstract

睡眠の基礎研究は古くから哺乳類を中心に行われ，その評価は脳波により生理学的に判定されてきた．近年，遺伝学のモデル動物として広く用いられるショウジョウバエにおいて，行動学的な睡眠が定義されることにより，睡眠の分子生物学が発展している．ショウジョウバエを用いた睡眠研究により，睡眠制御の分子メカニズムが昆虫と哺乳類で共通していることが示され，豊富な遺伝学的ツールを用いることで睡眠を制御する神経回路が同定されてきている．我々は，ドパミンの再取り込みを担うドパミントランスポーターの変異体（fumin変異体）が短時間睡眠を示すことを発見し，ショウジョウバエにおいてドパミンシグナルが哺乳類と同様に睡眠覚醒を制御することを明らかにしてきた．ドパミンは睡眠覚醒や学習記憶など様々な生理機能をもつが，それら複数の生理機能がどのようにして実現されているかはこれまで不明であった．ショウジョウバエの遺伝学を駆使することにより，独立したドパミン神経回路が学習記憶と睡眠覚醒を制御することが一細胞レベルで明らかにされた．ドパミンはシナプス終末から放出されると古典的なシナプス伝達に加えて，拡散性伝達により，神経間情報伝達を行うことが知られている．ドパミンの再取り込みを担うドパミントランスポーターに注目し，睡眠ならびに記憶の表現型を解析することにより，ドパミントランスポーターによる拡散性伝達制御が明らかになった．本総説では我々がこれまで明らかにしてきたドパミンによるショウジョウバエの睡眠制御機構について解説する．これまでに明らかになった睡眠の分子基盤・神経基盤をもとに，進化的に保存されてきた睡眠の共通原理の解明が進むと考えられる．

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