2014 Fiscal Year Research-status Report
ニューロンの性差形成を制御する遺伝的プログラムと細胞間相互作用
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24700309
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
佐藤 耕世 東北大学, 生命科学研究科, 助教 (40451611)
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2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 脳 / 神経 / 性差 / ショウジョウバエ / 性行動 / クロマチン / ユビキチン / 転写因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ショウジョウバエ脳神経系の性決定遺伝子fruitless（fru）に着目して、この遺伝子から産生される転写因子Fruが、fru発現ニューロンの一群に雄の特徴を形成し、それによって雄の性行動を形作る機構を、分子及び細胞の視点から解明することを目的としている。
1. 昨年度までに、fruと遺伝学的に相互作用する遺伝子としてlolaを特定しており、この遺伝子から産生されるスプライシング派生体の一つ（Lola29M）がFruタンパク質のバインディングパートナーとして働き、fru発現神経クラスターの一つ、mALを雄化することを示唆する結果を得ている（前年度の研究実績を参照）。一方、本年度は、Fruが産生されない雌の脳神経系において、Lola29Mの切断によって産生される、N末端側の構造を欠く小さい産物（Lola29F）に着目し、その機能を解析した。Lola29Fを雄のfru発現神経クラスターに異所的に発現させたところ、当該ニューロンが脱雄化（雌化）した。また、Lola29Fの産生は、Fruタンパク質を雌のfru発現ニューロンに異所発現させた場合に抑制された。Lola29Fはfru発現ニューロンを雌化する機能を有しており、雄ではFruがLola29Mに物理的に結合することによってその産生を抑制し、それによってニューロンを雄化することが示唆された。
2. 上記の仕組みによって性運命を指定されたニューロンが、性に特有の神経突起を形成する際の細胞間相互作用についても解析した。食道下神経節（性フェロモンの受容に関わる部位）に雄特有の神経突起をもつ三つのfru発現クラスター、すなわちmAL、mcAL、vAB3に着目して、それぞれの神経クラスターを異なる蛍光物質で標識するBrainbowシステムの条件検討を行った。次年度はこのシステムを用いて当該神経クラスターが相互作用する可能性を検討する。
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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
本研究が目的とするFruのバインディングパートナーおよび転写の標的遺伝子の一端を解明することができたため。ニューロンが性に特有の神経突起を形成する細胞非自律的な機構を解明する研究ツールを得ることができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
Fruタンパク質に転写因子としての機能を付与する分子、及び、転写制御以外の機能を付与する分子を解明することが焦眉の課題である。Fruタンパク質が物理的に相互作用するタンパク質を生化学的な手法によって解明する他、特定された分子の変異体やRNAiを用いた機能阻害実験によって、これらが脳神経系の性分化をどのように制御するのかを解明してゆく。
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| Causes of Carryover |
平成２６年度の計画として、ショウジョウバエ脳神経系の雄化因子 Fru のバインディングパートナーを解明するため、内在性の Fru 複合体を、anti-Fru 抗体を用いてプルダウンし、免疫沈降物を液体クロマトグラフ質量分析（LC-MS）に供する予定であったが、この解析を行うために必要なタンパク量を得ることが困難であった。そのため、Fru を強制発現する等の条件検討が必要となり、LC-MS に至らなかったため、未使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
このため、LC-MS 解析を次年度に行うこととし、未使用額はその経費に充てることとしたい。
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