2015 Fiscal Year Annual Research Report
神経活動依存的な遺伝子発現を利用した昆虫の性フェロモン神経回路の可視化と機能解析
| Project/Area Number |
26850218
|
|---|
| Research Institution | Kanazawa University |
|---|
Principal Investigator |
木矢 剛智 金沢大学, 自然システム学系, 准教授 (90532309)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | 初期応答遺伝子 / 性行動 / Hr38 / 神経活動 / カイコ / ショウジョウバエ / 昆虫 / フェロモン |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
①神経活動依存的にGAL4を発現するカイコガ系統の選別と神経回路の可視化
神経活動依存的に発現するHr38の結合配列NBREをタンデムに繋ぎ、その下流にGAL4deltaを配置したカイコガ系統を作製した。この際、NBRE配列の繰り返し数・GAL4deltaの前後にタンパク質翻訳エンハンサー配列の付加などの様々な組み合わせの系統（おおよそ20系統）作成した。これらをすべて膜移行シグナル付加型GFP発現系統（UAS-mCD8GFP/UAS-myrGFP)と掛け合わせ、神経活動依存的にGFPを最も強く発現する系統を選別した。本系統を用い、性フェロモン（ボンビコール）刺激後のGFP発現パターンを可視化した。その結果、触角葉の大糸球体のボンビコールに反応する領域や脳後方背側の高次領域において顕著なGFPシグナルの増加・細胞の検出が出来た。特に脳後方背側の高次領域では、キノコ体に投射する神経だけでなく、性フェロモン情報処理に関与するデルタ領域に投射する神経（SMP神経）がGFPによってラベルされた。本研究期間中に、他グループからSMP神経が報告されてしまったため、本発見の新規性は薄れてしまったが、カイコガの脳において神経活動依存的に神経回路をラベル出来る方法を確立した点においては、本分野で大きな新規性を持つと考えられる。
②ショウジョウバエ脳高次領域で性行動時に活動する神経回路の同定と機能解析
Hr38遺伝子座にGAL4をノックインした系統を用い、神経活動が起こった細胞を可視化する手法を確立した。本手法を用いて、性行動時に活動のあった神経回路を可視化したところ、既知のP1神経等に加え、新たにasp2という神経クラスターが感覚入力依存的に活動していることを見出した。このasp2神経回路の機能解析を行ったところ、神経伝達を阻害すると性行動の開始は正常であるものの、遂行に障害が出ることを見出した。
|
