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Modulatory effect of ionizing radiation on food-NaCl associative learning; The Role of $$gamma$$ subunit of G protein in ${it Caenorhabditis elegans}$

線虫のfood-NaCl連合学習に対する放射線の修飾的影響とGタンパク質$$gamma$$サブユニットGPC-1の役割

坂下 哲哉; 浜田 信行*; 池田 大祐*; 簗瀬 澄乃*; 鈴木 芳代; 石井 直明*; 小林 泰彦

Sakashita, Tetsuya; Hamada, Nobuyuki*; Ikeda, Daisuke*; Yanase, Sumino*; Suzuki, Michiyo; Ishii, Naoaki*; Kobayashi, Yasuhiko

神経系のモデル生物として知られる線虫(${it C. elegans}$)を用いて、food-NaCl連合学習に対する$$gamma$$線照射の影響を調べた。その結果、連合学習の能力は、比較的高線量(約550Gy)の放射線を照射しても有意な影響を受けないが、条件付けの最中に放射線を照射した場合には、照射直後の化学走性が有意に付加的に低下することを発見した。また、条件付け時(4hr.)に低線量率(0.4Gy/min)にて線虫を曝露し続けると、化学走性が負の値、すなわちNaClを忌避する応答を示した。さらに、これらの放射線照射に対する応答が、${it gpc-1}$変異体において有意に抑制されることを見いだした。これらの結果は、線虫の化学走性学習に対する放射線照射の影響が、特定の感覚神経に局在するGPC-1を介して修飾的に働く可能性を示唆する。さらに、food-NaCl連合学習の条件付けを行っている線虫に$$gamma$$線を照射し、benzaldehyde, cAMPとlysineに対する化学走性を調べた結果、cAMPのみ有意な影響が観察された。以上の結果は、放射線が神経系に対して特異的に作用することを示唆する。

We analyzed the effects of ionizing radiation (IR) on a food-NaCl associative learning paradigm of adult ${it Caenorhabditis elegans}$, and observed that a decrease in chemotaxis toward NaCl occurs only after combined starvation and exposure to NaCl. Exposure to IR induced an additional decrease in chemotaxis immediately after an acute dose in the transition stage of the food-NaCl associative learning. Strikingly, chronic irradiation induced negative chemotaxis in the exposed animals, i.e., the primary avoidance response. IR-induced additional decreases in chemotaxis following acute and chronic irradiations were significantly suppressed in the ${it gpc-1}$ mutant, which was defective in GPC-1. Chemotaxis to cAMP, but not to lysine and benzaldehyde, was influenced by IR during the food-NaCl associative learning. Our novel findings suggest that IR behaves as a modulator in the food-NaCl associative learning via ${it C. elegans}$ GPC-1 and a specific neuronal network.

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パーセンタイル:36.81

分野:Biochemistry & Molecular Biology

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