記憶を生み出す脳細胞の再編成を視る －ストレスがシナプス構造を書き換える仕組みを明らかにした技術革新－

記憶を生み出す脳細胞の再編成を視る－ストレスがシナプス構造を書き換える仕組みを明らかにした技術革新－

2026年3月23日 11:00 | プレスリリース?研究成果

【本学研究者情报】

〇生命科学研究科　教授　谷本拓

【発表のポイント】

脳内で情报伝达を担うシナプスは、さまざまな构造や机能を持つことが知られていますが、ひとつの细胞内でこうした多様性が生じるメカニズムは不明でした。
モデル生物のショウジョウバエを用いて、特定の神経细胞に存在するシナプス构造を高精度に可视化できる技术を开発し、ひとつの神経细胞の中にシナプス构造や机能が异なる区画があることを初めて発见しました。
空腹や睡眠不足といったストレス状态の変化によって、记忆を形成する神経细胞のシナプス构造が再编成されることを発见し、その仕组みを明らかにしました。

【概要】

脳は膨大な数のシナプス⁽^注１⁾を介して情报をやり取りすることで、记忆を形成し行动を制御しています。シナプスにはさまざまな构造や机能がありますが、ひとつの神経细胞の内部でその构造がどれほど多様であり、この违いがどのように决まるのかは、これまでほとんど分かっていませんでした。

东北大学大学院生命科学研究科の谷本拓教授らの研究グループは、モデル生物のショウジョウバエを用いて、空腹や睡眠不足といった生理的ストレスが神経细胞内の再编成を促し、ヒトのノルアドレナリンに相当するオクトパミン⁽^注２⁾という神経伝达物质を介して起こる仕组みを明らかにしました。さらに、特定の神経细胞のシナプスだけを选択的かつ高精度に可视化できる革新的な技术を确立しました。これにより、记忆を司る神経细胞のシナプスは、接続する相手细胞によって构造が区画化されていることを初めて発见しました。

今回の成果は、「生理的ストレスや内部状态に応じて、神経回路がどのように书き换えられ、行动を変えるのか」という根本的な问いに対し、细胞内の微细构造のレベルから新たなメカニズムを提唱するものです。本成果は、2026年3月18日付で科学誌 eLife に掲载されました。

図1. 各神経細胞種のシナプス密度と個体差。細胞の種類ごとに異なる個体差を持つ

【用语解説】

注1. シナプスは神経細胞間で電気信号や化学信号を伝える接続部位で、神経回路の情報伝達を担う。

注2. オクトパミンは昆虫における神経伝達物質で、哺乳類のノルアドレナリンに相当する働きを持つ。

【论文情报】

タイトル：Profiling presynaptic scaffolds using split-GFP reconstitution reveals cell-type-specific spatial configurations in the fly brain
著者：Hongyang Wu, Yoh Maekawa, Sayaka Eno, Shu Kondo, Nobuhiro Yamagata, Hiromu Tanimoto*
*責任著者：东北大学大学院生命科学研究科教授谷本拓
掲载誌：别尝颈蹿别
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