2014 Fiscal Year Annual Research Report
線虫の嗅覚可塑性を制御するフェロモンシグナル伝達系の解析
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14J09130
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
鳥谷部 啓 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | フェロモン / 嗅覚可塑性 / 線虫 / C. elegans |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生物の行動決定には同種他個体との情報交換が重要であるが、このために多くの生物でフェロモンが用いられている。線虫C. elegansは嗅覚がよく発達しており、フェロモンを介した個体間コミュニケーションがその生存に重要な役割を果たしている生物である。線虫の単純な神経系とよく整備された遺伝学的資源・ツールは、フェロモン研究を進めるうえでの強みとなっている。中でも線虫においてはフェロモンを介して嗅覚可塑性が制御されるという高次の神経機能制御機能が報告された(Yamada et al. 2010)。高密度培養下では培地中のフェロモン濃度が高く、この時ASI神経におけるsnet-1神経ペプチド遺伝子の発現は低く抑えられる。低密度下ではsnet-1の発現は上昇する。このsnet-1遺伝子の蛍光レポーターを利用し、様々な変異体で蛍光レポーター発現を調べ、インスリン経路、イオンチャネル経路、TGF-beta経路がフェロモンシグナル伝達に関与していることを示した。特にTGF-beta経路は幼虫時のフェロモンシグナル伝達で得られていた知見とは逆の方向性でシグナルを伝えることが分かった。また、蛍光レポーター遺伝子をもつ線虫を化学変異原処理し、フェロモンによって発現が抑制されなくなるような変異体を得たところ、daf-1/I型TGF-beta受容体遺伝子とその下流のdaf-14/SMAD遺伝子に変異をもつ2つの変異体を得た。線虫の嗅覚可塑性を制御するうえでTGF-beta経路が果たす役割をレスキュー実験を行い確認している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
嗅覚可塑性を制御するフェロモンシグナル伝達経路のうち、3経路を同定し、そのうちTGF-beta経路が他の経路とは異なる機能をもつことを明らかにした。また順遺伝学的方法によってもTGF-beta経路の変異体を得た。レスキュー実験も進行中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
daf-1やdaf-14変異体のレスキュー実験を進めているが、通常の方法では完全にはレスキューできないことが判明した。通常の方法では外来遺伝子のコピー数が多すぎるからである。線虫用に特化したシングルコピーコンストラクトをゲノムに導入するためのMosSCI法を用い、引き続きTGF-beta経路のレスキュー実験を進め、この経路が他の経路とどうしてフェロモン応答に異なる反応を示すのかを明らかにする。
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