ショウジョウバエ微小脳における性的二型を示す脳構造とその機能の解明

Research Project

Project/Area Number	12048203
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Biological Sciences
Research Institution	Hokkaido University of Education
Principal Investigator	木村賢一北海道教育大学, 教育学部岩見沢校, 助教授 (80214873)
Project Period (FY)	2000 – 2001
Project Status	Completed (Fiscal Year 2001)
Budget Amount *help	¥4,100,000 (Direct Cost: ¥4,100,000) Fiscal Year 2001: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000) Fiscal Year 2000: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Keywords	ショウジョウバエ / 性的二型 / 微小脳 / 触角葉 / 中心複合体 / 嗅覚
Research Abstract	ショウジョウバエの脳内構造を可視化するためのマーカー抗体及び染色方法の検討を行った。ニューロピル特異抗体を用いた免疫組織化学染色法と共焦点レーザー顕微鏡を組み合わせることで、容易に脳の構造を解析することができるようになった。解析の結果、ショウジョウバエ触角葉糸球体の特定領域で、性的二型が存在することが明らかになった。 Gal4/UASシステムを用い、当研究室で作成したGal4エンハンサートラップ系統及び既存の系統、計270弱について、脳内遺伝子発現パターンを可視化し、データベースを作成した。上記のスクリーニングで得られた系統を利用し、性的二型を示す糸球体に投射している感覚神経の同定を行った。その結果、性的二型を示す糸球体に投射する主な一次神経は、触角に分布するtrichoid sensillaタイプの嗅覚受容神経細胞であり、その発生はlozenge遺伝子により支配されていることが明らかになった。分離されたGal4エンハンサートラップ系統などを用い、性的二型を示す脳内特定領域の雌化や細胞死誘導による破壊を行い、交尾行動への影響を調査したが、脳内特定領域以外への影響が生じてしまい、脳の性的二型領域が交尾行動発現にどのくらい関与しているかは、まだ未解決である。この結果は、遺伝子の強制発現により雌雄モザイク作成や機能阻害を行う際には、厳密な発現調節が必要となることを示唆している。ショウジョウバエpoxn遺伝子発現神経細胞の脳内投射パターンを解析した結果、poxn遺伝子発現神経細胞は、脳のcentral conplexおよぴ触角葉からのprojection neuron群を構成していることが明らかになった。また、poxn突然変異体では、これらの脳内投射パターンが異常となっていることが示され、この異常が交尾行動の異常の原因になっていることが示唆された。