大学院生募集　〜大学院を志望するみなさんへ〜

記憶とは
記憶とは、どの神経細胞で作られ、どの神経細胞に蓄えられるか、そしてそれはどのような分子に担われているのか、我々はその全貌を知らない。ものを憶える時にどの脳神経が働いているかを、一神経細胞レベルの解像度で、まるで地図を見るように俯瞰することができれば、研究はどれほど進むだろう。それは神経科学研究の一つの理想郷であろう。人はおろかマウスでも脳の神経細胞の数は極めて多く、ネットワークの全容は膨大なものになるために、記憶形成に関わる神経回路に限っても、一細胞レベルで、かつ網羅的に神経の働きを明らかにする事は現実的なアプローチとは言えない。

記憶形成機構解明のモデルとしてのショウジョウバエ
ショウジョウバエの脳神経細胞は哺乳類のそれより６桁少ないながら、様々な脳機能解析のパラダイムが確立されている。ショウジョウバエの匂い学習記憶の研究は長い歴史を持っている。分子遺伝学が非常に進んでいるために、様々な記憶の相（短期記憶、中期記憶、麻酔耐性記憶、長期記憶）を遺伝子の変異をもとに定義することが可能であり、記憶メカニズムの分子遺伝学研究では最も進んでいる系といえる。本研究ではショウジョウバエの匂い記憶、特に長期記憶に焦点を絞り記憶形成のメカニズムを個々の細胞レベルで明らかにすることを目指す。長期記憶とはその生成に蛋白質合成を必要とし長期に保持される記憶と定義される。 ショウジョウバエは空気中の匂いを、触覚にある匂い受容体で（哺乳類の嗅上皮と同様に）受容し、そのシグナルを触覚葉（哺乳類の嗅球に相当）のProjection neuronで中継し、mushroom body（MB）とよばれる左右一対の神経叢に届ける（右図、緑の神経）。このMBはcoincidence detectorとして働き記憶形成の場であることが知られている。このMBに焦点を当て，以下の研究を行っている。

















（１）記憶形成に機能する遺伝子の同定 CREB転写因子によって転写誘導される遺伝子群が長期記憶形成に必要であると考えられるが、その全貌は明らかではない。現在、長期記憶形成後経時的にMBを単離し、その転写産物を高速シーケンサーにより解析するプロジェクトを進めている。このデータをもとに長期記憶形成の分子メカニズムを明らかにする。

（２） 記憶が形成される神経細胞の同定 記憶形成のメカニズムを理解するためには記憶形成の場である神経細胞を正確に同定し、そこでの分子メカニズムを解明することが必要である。 　CREBの活性を指標として、ショウジョウバエの記憶形成に働く神経細胞を、MBを中心とした領域に同定する。MBを構成するKenyon細胞は片半球当たり２５００細胞であり、個々の細胞を個別に観察することが可能であることから、本研究により、細胞レベルでの解析に先鞭をつける事が可能になる。

（３） MB形成メカニズム 脳機能を支える神経回路パターンの基本はゲノムにコードされており、それは発生過程を通して具現化される。神経回路パターンは長い進化の過程で脳機能による淘汰のフィードバックを受けており、神経回路の発生メカニズムは、脳の機能発現を最適化するようにデザインされているはずである。そして、その情報はゲノムという形に統合されコードされている。言い換えれば、ゲノムに見ることができる脳の働きは,どのような神経回路をデザインし、そこにどのような神経細胞を配置するかという発生プログラムであり、そこには、ついには、私たちの今日の思考、感情を産み出す脳を形作るにいたった進化の痕跡が蓄積されているはずである。その機構の解明のためにはゲノミクスを基盤として、一細胞レベルの精度で発生システム全体の形成メカニズムを解析することが必要である。 　そのために遺伝子発現あるいはRNAi機能スクリーニングによりMB形成に必須な遺伝子の同定と機能解析を行っている。