ショウジョウバエ概日時計入出力系を中心としたコリン作動性神経系の機能解剖

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09640816
• Research Institution: Kawasaki Medical School
• Principal Investigator: 泰山 浩司 川崎医科大学, 医学部, 講師 (60148690)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 富岡 憲治 山口大学, 理学部, 教授 (30136163)
• Keywords: コリン作動性ニューロン / 概日活動リズム / コリンアセチル基転移酵素 / キイロショウジョウバエ / cDNA形質転換体 / PDHニューロン

Research Abstract

昨年度の研究結果から,概日時計の明暗サイクルへの同調に関与すると考えられる,網膜外光受容器(eyelet)はコリン作動性ニューロン群から構成され,概日時計と考えられているper/PDHニューロン群にシナプスしている可能性を示した.本年度は,1)eyeletの機能解剖,2)ChATcDNA形質転換体(1.2kb-ChAT cDNA-line 6)の概日活動リズムの解析,3)形質転換体のPDHニューロンの形態解析を行い,次の結果秦得た.1)eyeletは,感桿分体をもつ,少なくとも4個の光受容細胞から構成されている.細胞質には,色素顆粒やミトコンドリア,多胞体がみられ,eyeletが痕跡的構造ではなく機能的な光受容器官であることを示す.2) LD12:12・照度300lux・25℃の下では,形質転換体は明瞭な双峰型活動リズムを示したが,1.2lux,0.24luxと照度の低下により活動が双峰型から単峰型へ変化し,さらにlight off直後の活動が著しく低下した.明暗の位相変位後の再同調に必要な移行期は,形質転換体では対照群(white)に比べ有意に短かい(0.24 lux; white,2.33±0.21日;1.2kb-line6,1.71±.018日;t一検定p<0.05).これらの事実は,形質転換体の光感受性が野生型に比べ高いことを示唆する.3) 形質転換体の視葉に分布する抗-PDH抗体陽性ニューロンの軸索やvaricosityの直径は,野生型に比べ有意に大きい(t一検定,p<0.05).野生型では視葉に強いChAT免疫活性がみられるが,形質転換体では著しく低下していることから,特定ニューロン群でのChAT発現低下が,2次的にPDHニューロンの形態変化を引き起こした可能性も示唆される.形質転換体における概日リズム変異とPDHニューロンの形態変異の関係の解析は今後の課題である.

Research Products

• [Publications] Yasuyama,K.et al.: "Localization of choline acetyltransferase-expressing neurons in Drosophila nervous system." Microscopy Res.Tech.in press. (1999)
• [Publications] Tomioka,K.et al.: "Light and temperature cooperate to regulata the circadian locomotor rhythm of wild type and period mutants of Drosophila melanogaster." J.Insect Physiol.44. 587-596 (1998)
• [Publications] Tomioka,et al.: "Circadian period modulation and masking effects induced by repetitive light pulses in locomotor rhythms of the cricket,Gryllus bimaculatus." Zool.Sci.15. 309-316 (1998)
• [Publications] Tomioka,et al.: "Effects of 5,7-DHT injection into the optic lobe on the circadian locomotor rhythm in the cricket,Gryllus bimaculatus." Zool.Sci.15. 317-322 (1998)