2019 Fiscal Year Annual Research Report

Physiological function of dormancy-regulating brain neural circuit

Research Project

Project/Area Number	17K15155
Research Institution	National Institute of Information and Communications Technology
Principal Investigator	原佑介国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所フロンティア創造総合研究室, 研究員 (20749064)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	ショウジョウバエ / 休眠 / インスリン / 温度 / 味覚受容体 / K2Pチャネル / 卵黄 / 蛍光標識タンパク質
Outline of Annual Research Achievements	インスリン産生細胞（IPC）はショウジョウバエの生殖休眠制御の中心的役割を担う細胞である。このIPCに休眠誘導に関わる環境因子がどのように作用するのかを調べるため、平成29, 30年度に電気生理学実験によるIPCの機能解析を進めた。その結果、IPCは飼育条件依存的に温度感受性を獲得することを見出し、さらにその温度応答には味覚受容体とK2Pチャネルが関わることを明らかにした。また、平成30年度には単一IPCの遺伝子発現解析を行い、その結果、IPCにおけるインスリン遺伝子の発現が温度感受性と同様に飼育条件に依存して変化することを明らかにした。以上の結果から、IPCは環境条件に応じて電気的膜特性とインスリン遺伝子の発現を変化させることにより、休眠制御中枢として機能していることが明らかとなった。令和元年度は新たな休眠評価手法を確立した。従来、生殖休眠は卵黄蓄積の有無により択一的に評価されていたが、この手法では卵黄の定量的評価ができず、スループットも低かった。当初はDorsal peptidergic neuronの機能解析を当該年度に予定していたが、休眠評価におけるこれら問題点の解決はそれに先立つ重要課題であると考えられた。そこで、卵黄タンパク質遺伝子にGFPタグをつけた組換え遺伝子を発現させ、その蛍光強度を測定することで卵黄蓄積量の定量化を試みた。その結果、この遺伝子を持つ雌の卵室では、本来卵黄が蓄積する場所に限局してGFPが確認され、その蛍光強度は飼育条件や遺伝学的操作に応じて期待された通りの変化を示した。したがって、この新たな手法は卵黄蓄積量の定量化に有効であると考えられる。以上の通り、本研究ではIPCの新たな生理的機能の発見に加え、シングルセル解析系と新規休眠評価法を確立できたことで、学術・技術の両面において大きな成果を得ることができた。