神経ネットワークの揺らぎは配偶者選好性の進化を規定しうるか

• Project Area: Evolutionary theory for constrained and directional diversities
• Project/Area Number: 18H04819
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 石川 由希 名古屋大学, 理学研究科, 講師 (70722940)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥11,180,000 (Direct Cost: ¥8,600,000、Indirect Cost: ¥2,580,000); Fiscal Year 2019: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2018: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
• Keywords: 配偶者選好性 / フェロモン / ショウジョウバエ

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、ショウジョウバエのフェロモン選好性を規定する神経ネットワークに着目し、この揺らぎやすさがどのように選好性の進化を規定しうるのかを明らかにすることを目的とする。キイロショウジョウバエのフェロモン選好ネットワークは、メス特有のフェロモン７，１１-HDの情報を受け取り、求愛を制御することが知られる。そこで私はこのフェロモン選好ネットワークに着目し、その揺らぎやすさとフェロモン選好性の関係を明らかにしようとした。
当該年度は、神経接続を可視化する再構成GFP法を用いてた神経接続の比較を、フェロモン選好ネットワークを構成するニューロン群全てに適用した。その結果、雑種において、特定の神経接続のみが失われており、それ以外の経路の神経接続は全て保存されていることが示唆された。これまで知られているフェロモン選好ネットワークの回路構造を併せて考慮すると、今回特定された神経接続の喪失がフェロモン選好ネットワークの機能を転換させる可能性が考えられる。
再構成GFP法には、神経接続がなくてもGFPシグナルが検出される偽陽性が報告された。今回の結果が偽陽性に依るものではないことを確かめるため、透過電子顕微鏡レベルで特定の神経接続を観察できるtwo-TagEM法を今回特定した神経接続に適用した。当該年度はまず、シナプス前細胞のミトコンドリアとシナプス後細胞の細胞膜を透過電子顕微鏡により同時に標識観察できる条件を検討した。様々な染色条件を試した結果、シナプス前細胞のミトコンドリアと、シナプス後細胞の細胞膜を同時にDAB標識できる条件を特定できた。今後はこの条件を用いて、当該神経接続の観察を目指す。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] A Single Male Auditory Response Test to Quantify Auditory Behavioral Responses in Drosophila melanogaster (2019)
  • Author(s): Yuki Ishikawa, Natsuki Okamoto, Yusuke Yoneyama, Naoki Maeda, Azusa Kamikouchi
  • Journal Title: Journal of Neurogenetics Volume: 印刷中 Issue: 2 Pages: 64-74
  • DOI: 10.1080/01677063.2019.1611805
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Stereotyped Combination of Hearing and Wind/Gravity-sensing Neurons in the Johnston窶冱 Organ of Drosophila. (2019)
  • Author(s): Yuki Ishikawa,Mao Fujiwara,Junlin Wong,Akari Ura,Azusa Kamikouchi
  • Journal Title: Frontiers in Physiology Volume: 10 Pages: 1552-1552
  • DOI: 10.3389/fphys.2019.01552
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Evolution of neural circuit for chemical communication in Drosophila (2019)
  • Author(s): Yuki Ishikawa,Naoki Maeda,Azusa Kamikouchi
  • Organizer: Neuro 2019
• [Presentation] 性フェロモン選好性の進化的逆転をもたらす神経基盤 (2019)
  • Author(s): 石川 由希
  • Organizer: 第21回日本進化学会年大会
• [Presentation] 性フェロモンに対する選好性の進化を司る神経基盤 (2018)
  • Author(s): 石川 由希
  • Organizer: 第４１回日本神経科学学会
• [Presentation] フェロモン選好性の進化を実現する神経回路の変化 (2018)
  • Author(s): 石川 由希
  • Organizer: 日本進化学会第20回大会
• [Presentation] Neural mechanism underlying evolution of mating preference in fruit fly (2018)
  • Author(s): 石川 由希
  • Organizer: ICOB&NPAS Joint Seminar
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] A neural mechanism underlying rapid evolution of mating preference (2018)
  • Author(s): 石川 由希
  • Organizer: Japanese-German Frontiers of Science Symposium
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Neural mechanism underlying rapid evolution of sex-pheromone preference (2018)
  • Author(s): Yuki Ishikawa, Naoki Maeda, Azusa Kamikouchi
  • Organizer: 13th Japan Drosophila Reseach Conference
• [Book] 第４章 小型でハイスペックな昆虫の脳／遺伝子から解き明かす脳の不思議な世界 (2018)
  • Author(s): 上川内あづさ, 石川由希,
  • Total Pages: 520
  • Publisher: 一色出版
  • ISBN: 4909383050