メダカを用いた配偶者防衛行動の神経基盤解析

• Project/Area Number: 12J04521
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Neuroscience in general
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 横井 佐織 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2013: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2012: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: メダカ / 配偶者防衛行動 / バソトシン / 遺伝学的解析 / 神経ペプチド / 攻撃行動 / 配偶者選択行動

Outline of Annual Research Achievements

TALEN法を用いてバソトシン受容体(V1a1,V1a2)のノックアウト(KO)変異体を作成し、これら変異体オスの行動検定を行った。すると、V1a1受容体KOオスは配偶者防衛行動を示したのに対し、V1a2受容体KOオスは配偶者防衛行動を示さなかった。この結果は、TILLING法を用いて作成した、これら受容体の一塩基変異体オスにおける結果と共通しており、バソトシンは、V1a1受容体ではなく、V1a2受容体を介して、配偶者防衛行動を促進するという仮説が強く支持された。V1a1受容体とV1a2受容体の機能的な切り分けを遺伝学的に示したのはこれが初めてのことである。また、メダカにおいて、TALEN法を用いて行動異常を示すKO個体の作出に成功し、論文で発表したのはおそらくこれが初めてのことである。これまでメダカにおいて変異体作出に用いられていたTILLING法では、一塩基変異体の作出のみが可能であり、その変異が実際に遺伝子の機能を損なうかを検証することは容易ではなかった。今後、今回用いたTALEN法や、CRISPR法といったKO変異体作出技術を併用することで、メダカの社会性行動を制御する分子基盤解析が容易となることが期待される。
また、バソトシン関連遺伝子は血圧制御に関与する遺伝子でもあることから、これら変異体オスにおける社会性行動異常は社会性の異常ではなく、運動能力における異常に由来するものである可能性が考えられた。そこで、社会性行動異常が検出された変異体オスを用い、自由遊泳速度の定量と、視運動反応を検証した。その結果、どの変異体オスにおいても遊泳速度や視運動反応に異常が検出されなかったことから、これら変異体オスにおける社会性行動異常は、運動能力における異常に由来するものではないと考えられ、バソトシンが配偶者防衛行動における動機付けを促進することが示唆された。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] An Essential Role of the Arginine Vasotocin System in Mate-Guarding Behaviors in Triadic Relationships of Medaka Fish (Oryzias latipes). (2015)
  • Author(s): Yokoi S, Okuyama T, Kamei Y, Naruse K, Taniguchi Y, Ansai S, Kinoshita M, Young LJ, Takemori N, Kubo T, Takeuchi H
  • Journal Title: PLoS Genetics Volume: なし Issue: 2 Pages: e1005009-e1005009
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1005009
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A neural mechanism underlying mating preferences for familiar individuals in medaka fish. (2014)
  • Author(s): Okuyama T, Yokoi S, Abe H, Isoe Y, Suehiro Y, Imada H, Tanaka M, Kawasaki T, Yuba S, Taniguchi Y, Kamei Y, Okubo K, Shimada A, Naruse K, Takeda H, Oka Y, Kubo T, Takeuchi H
  • Journal Title: Science (New York, N.Y.) Volume: 343 Issue: 6166 Pages: 91-94
  • DOI: 10.1126/science.1244724
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A Sexually Conditioned Switch of Chemosensory Behavior in C. elegans. (2013)
  • Author(s): *Sakai N, *Iwata R, *Yokoi S (*equally contributed), Butcher RA, Clardy J, Tomioka M, Iino Y
  • Journal Title: PloS one Volume: 8 Issue: 7 Pages: e68676-e68676
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0068676
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Analysis of molecular basis underlying decision making according to social recognition in small fish, medaka (2014)
  • Author(s): Saori Yokoi
  • Organizer: 20th Japanese Medaka and Zebrafish Meeting
  • Place of Presentation: 慶応義塾大学薬学部(東京都港区)
  • Year and Date: 2014-09-20 – 2014-09-21
• [Presentation] メダカを用いた配偶者防衛行動の神経基盤解析 (2014)
  • Author(s): 横井 佐織
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(横浜市)
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] Analysis of the neural/molecular basis of mate-guarding behavior in small fish, medaka (2014)
  • Author(s): Saori Yokoi
  • Organizer: 2nd Strategic Meeting for Medaka Research
  • Place of Presentation: スペイン(セビリア)
  • Year and Date: 2014-04-10 – 2014-04-12
• [Presentation] メダカを用いた配偶者防衛行動の神経基盤解析 (2013)
  • Author(s): 横井 佐織
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
  • Year and Date: 2013-12-03 – 2013-12-06
• [Presentation] Analysis of the neural/molecular basis of mate-guarding behavior in small fish, medaka (2013)
  • Author(s): Saori Yokoi
  • Organizer: SfN annual meeting
  • Place of Presentation: アメリカ合衆国 カリフォルニア州 サンディエゴ
  • Year and Date: 2013-11-09 – 2013-11-13
• [Presentation] Analysis of the neural/molecular basis of mate-guarding behavior in small fish, medaka (2013)
  • Author(s): Saori Yokoi
  • Organizer: 19th Japanese Medaka and Zebrafish Meeting
  • Place of Presentation: 仙台AERビル5階 仙台市情報・産業プラザ(宮城県仙台市)
  • Year and Date: 2013-09-20 – 2013-09-21
• [Presentation] メダカを用いた配偶者防衛行動の神経基盤解析 (2012)
  • Author(s): 横井 佐織
  • Organizer: 神経科学学会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場(名古屋市)
• [Presentation] Analysis of the neural/molecular basis of mate-guarding behaviorin snail fish, nedaka (2012)
  • Author(s): Saori Yokoi
  • Organizer: SfN annual meeting
  • Place of Presentation: アメリカ合衆国 ルイジアナ州ニューオーリンズ
• [Remarks] 恋敵からメスを守るオスメダカ～三角関係を制するために必要なホルモンの発見～
  • URL: http://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/4154/
• [Remarks] 異性の存在に依存して線虫の雄が行う連合学習 ～オスはメシよりもメスが好き～
  • URL: https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2013/31.html
• [Remarks] メダカはずっとそばにいてくれた異性に恋をする～ 恋ごころスイッチの発見 ～
  • URL: http://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/4416/