2018 Fiscal Year Annual Research Report
動物発生タイミングを制御する神経・内分泌基盤と時計システムの研究
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17J00218
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
井村 英輔 筑波大学, 生命環境科学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2017-04-26 – 2020-03-31
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| Keywords | 発生 / 昆虫 / 遺伝学 / 生理学 / 神経-内分泌 / ステロイドホルモン / エクジステロイド / 前胸腺 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ステロイドホルモンは、多細胞生物の発生に重要な役割を担う。ステロイドホルモンが適切なタイミングで機能するには、ステロイドホルモン生合成器官に対して働きかける神経-内分泌メカニズムが重要である。ショウジョウバエを含む昆虫の主要なステロイドホルモンはエクジステロイドと呼ばれ、脱皮と変態の誘導に必須である。これまでに、幼虫期のエクジステロイド生合成器官である前胸腺には、2種類の神経（PTTH産生神経とSE0PG神経）が直接投射し、エクジステロイドの生合成を制御することが知られている。しかし、これら2種類の神経だけでエクジステロイド生合成の精緻な制御がなされているとは考え難い。そこで本研究では、ショウジョウバエの新規前胸腺投射神経の同定を目指した。
様々な種類の神経をマーキングできるトランスジェニック系統のスクリーニングを実施し、新たに同定された2種類の前胸線投射神経に焦点をあてた。それぞれの神経で産生されるペプチドを同定することに成功し、さらに神経の機能を遺伝学的手法と生理学的手法を用いて検討した。結果、いずれもショウジョウバエの幼虫から蛹への移行過程で、エクジステロイド生合成に影響することを示した。特に今年度は、独自のin vitroアッセイ系を確立し、同定されたうち1種の神経が、蛹化誘導に重要な影響を及ぼすことが知られているPTTH産生神経に直接投射することを示した。また、液体クロマトグラフィー質量分析法を用いて幼虫体内のエクジステロイド濃度を直接計測し、基底レベルのエクジステロイド生合成に関わっていることを示した。
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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
液体クロマトグラフィー質量分析法を用いて幼虫体内のエクジステロイド濃度を直接計測し、着目している神経が基底レベルのエクジステロイド濃度の上昇に関わっていることを見い出せたため。また、独自のin vitro Ca2+イメージングアッセイ系を確立し、PTTH産生神経との神経連絡を示すことができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
基底レベルのエクジステロイドは、末梢組織のインスリンシグナルに拮抗的に働くことで体成長を抑制的に制御することが報告されている。今後は、着目している神経の機能を抑制した際の末梢組織でのインスリンシグナルの活性を観察し、より詳細に基底レベルのエクジステロイド生合成への関与を解析する。
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