2014 Fiscal Year Annual Research Report
行動の種差を規定するゲノム・遺伝子相関の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Correlative gene system: establishing next-generation genetics |
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| Project/Area Number |
26113702
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
山元 大輔 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (50318812)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 脳・神経 / 発生・分化 / 遺伝学 / 遺伝子 / 細胞・組織 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生物の多様性は集団の分裂に根差しており、亜集団間の生殖隔離から種分化が導かれる。この過程では亜集団間での限定的な遺伝子交流が想定され、ここに二つのゲノム間での協調とコンフリクトが発生する。新しい種が誕生して生物の多様性が増加する要因（また逆に絶滅の要因）はこのプロセスに隠されている筈である。二つのゲノムの相互作用から新たな種が生じる機構を理解するため、本研究では種間雑種を生じる二種のショウジョウバエ、Drosophila melanogasterとD. simulansに着目して、同種の異性個体を配偶者として選択する基盤にどのような遺伝的機構、神経機構が働いているのかを、二種と雑種個体の神経回路と行動の比較により解明することを目指している。melanogasterの雄はmelanogasterのみならずsimulansの雌にも盛んに求愛するが、simulans及び雑種の雄はsimulansの雌にもっぱら求愛する。ショウジョウバエでフェロモンとして機能する体表の炭化水素は、simulansでは雌雄とも7-tricoseneが主要な成分であるのに対し、melanogasterでは7-tricoseneは雄に多く雌に少ない性差を示す。また、melanogasterに固有の7,11-heptacosadieneは雌にほぼ特異的に存在する。塗布実験から、7,11-heptacosadieneがsimulansや種間雑種の雄に対し抑制的に働くため、melanogasterの雌への求愛が低下すると考えられた。フェロモンを感知する可能性のある感覚ニューロンにppk23と呼ばれるチャンネル遺伝子が発現しているので、このプロモーターを利用して温度依存性シナプス伝達阻害タンパク質遺伝子を発現させたところ、温度に依存してmelanogasterとsimulansの雌への求愛を選択的に抑制できた。
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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
melanogaster、simulans及び種間雑種の雄のフェロモン応答性の違いが配偶者選択の決め手となっていること、さらにそこに関与するニューロンの同定に目処が立ったことが理由である。
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| Strategy for Future Research Activity |
melanogaster、simulans及び種間雑種の雄の間でフェロモン受容感覚ニューロンの応答特性に違いがあることが予測されるため、このニューロンの軸索が投射する胸部神経節にてそれぞれの雌との接触によって惹起される応答をCa[2+] imagingにより記録する。それにより、仮説の妥当性が評価できる。
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| Remarks |
岩波書店編集部（編）,山元大輔.広辞苑を3倍楽しむ. 岩波書店. 山元大輔. 目覚めよ,パパの本能！「産後夫婦のセックスレスは誰のせい？」AERA with Baby38,124-125. 山元大輔. 双子の遺伝子「エピジェネティクスが２人の運命を分ける」書評,公明新聞,4面読書欄. 山元大輔.マイノリティは人類が強靭に生き残るカギ！？シティリビング1530,3面,サンケイリビング新聞社.
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[Journal Article] The Drosophila Lingerer protein cooperates with Orb2 in long-term memory formation.2014
Author(s)
Kimura, S., Sakakibara, Y., Sato, K., Ote, M., Ito, H., Koganezawa, M., and Yamamoto, D.
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Journal Title
J. Neurogenet.
Volume: 29
Pages: 8-17
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] A fruitless upstream region that defines the species specificity in the male-specific muscle patterning in Drosophila2014
Author(s)
Takayanagi, S., Toba, G., Lukacsovich, T., Ote, M., Sato, K., and Yamamoto, D.
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Journal Title
J. Neurogenet.
Volume: 29
Pages: 23-29
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Sex-specific functions of longitudinals lacking.2014
Author(s)
Sato, K., Toba, G., Ito, H., Koganezawa, M., Binglong, Z., and Yamamoto, D.
Organizer
The 2nd Taiwan-Tohoku University Neuroscience Workshop for Young Scientists
Place of Presentation
The Miyagi-Zao Royal Hotel and Tohoku University, Miyagi
Year and Date
2014-12-07 – 2014-12-11
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[Presentation] Btkはニッチで生殖細胞の増殖を停止させる2014
Author(s)
Hamada-Kawaguchi, N., Nore, F. B., Smith, C. I. E., and Yamamoto, D.
Organizer
日本動物学会第85回仙台大会
Place of Presentation
東北大学川内北キャンパス, 仙台, 宮城県
Year and Date
2014-09-11 – 2014-09-13
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