2000 Fiscal Year Annual Research Report
昆虫左右脳葉間の相互作用:視葉概日時計間の相互同調機構
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11168219
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
富岡 憲治 山口大学, 理学部, 教授 (30136163)
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| Keywords | フタホシコオロギ / 概日時計 / 色素拡散ホルモン様ペプチド(PDF) / 視葉 / セロトニン / 概日リズム |
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| Research Abstract |
コオロギ左右の視葉概日時計間の相互同調系への色素拡散ホルモン様ペプチド(PDF)の関与を明らかにする目的で,神経生物学的実験を行い,以下の結果を得た.1.フタホシコオロギ脳抽出蛋白質から色素拡散ホルモン様神経ペプチドをHPLCと抗Uca-PDH抗体を用いたcompetitive ELISA法により,PDFを精製し,そのアミノ酸配列を決定した.さらに,2.その構造に基づいて合成したPDFを用いて,ウサギを免疫し,抗体を作製した.3.抗PDF抗体を用いたELISAにより,視葉内PDF量の日周変動を解析したところ,夜間に多く,昼低下する日周リズムを示すことがわかった.この日周変動はセロトニンのそれと類似しており,セロトニン性ニューロンの活動との同調関係が推察された.4.抗PDF抗体を用いた免疫組織化学では,視葉内の第1キアズマ周辺に小型の細胞体を持つニューロン群と,視髄基部に大型の細胞を持つニューロン群が染色された.5.これらのうち,視髄に細胞体を持つニューロンからは細胞内記録に成功した.それらは,脳へ投射するニューロン群(PDFNp)と視髄内にのみ突起を持つニューロン群(PDFNi)とに分けられたが,それらの自発放電がPDFNpでは昼よりも夜高く,PDFNiでは逆に昼高いことから,視葉内のPDF量は主としてPDFNiの活動に関連しているらしいことが示唆された.また,これらの多くが僅かではあるが光のONで応答することもわかった.6.PDFの視葉内微量投与で視髄両側性ニューロン(MBN)の光感度が変化することと,概日時計の位相変位が誘発されることが示されたが,まだ位相反応曲線を得るところまでは至っていない.これらの結果から,PDFがMBNの応答性を制御することと時計の位相を変位させることで左右の相互同調系へ関与することが示唆された.
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[Publications] Kenji Tomioka: "Protein synthesis is a required process for the optic lobe circadian clock in the cricket Gryllus bimaculatus"Journal of Insect Physiology. 46. 281-287 (2000)
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[Publications] Izumi Nishinokubi: "Analysis of the mechanism underlying the rhythm reversal from diurnal to nocturnal in the cricket Gryllus bimaculatus, with special reference to the role of serotonin"Zoological Science. 17. 1075-1080 (2000)
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[Publications] 富岡憲治: "生物時計の動きの機構:昆虫からの知見"脳の科学. 22. 513-517 (2000)
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[Publications] Akiko Okamoto: "The role of the optic lobe in circadian locomotor rhythm generation in the cricket, Gryllus bimaculatus, with special reference to PDH-immunoreactive neurons"Journal of Insect Physiology. 47(in press). (2001)
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[Publications] 富岡憲治: "生物時計-環境への時間的調和の手段,井上慎一 編「時間と時」"学会出版センター(印刷中). (2001)
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[Publications] Kenji Tomioka: "The circadian clock system of hemimetabolous insects. In : Insect Timing : Circadian Rhythmicity and Seasonality (Denlinger, DL, Giebultowicz, J, Saunders, DS eds)"Elsevier Science (in press). (2001)
