ショウジョウバエ味覚受容機構の分子神経生物学的解析

• 研究課題/領域番号: 14380329
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 分子生物学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 谷村 禎一 九州大学, 大学院・理学研究院, 助教授 (20142010)
• 研究分担者: 松本 顕 九州大学, 高等教育総合開発研究センター, 助手 (40229539)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 13,600千円 (直接経費: 13,600千円); 2004年度: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円); 2003年度: 4,400千円 (直接経費: 4,400千円); 2002年度: 5,300千円 (直接経費: 5,300千円)
• キーワード: ショウジョウバエ / 味覚 / 糖 / 苦味物質 / 電気生理学 / 味覚受容体

研究概要

ショウジョウバエの1本の味覚感覚子には、水(W)、糖(S)、塩(L1、L2)に応答する4個の味細胞が存在する。本研究によって、フ節と唇弁の特定の感覚子が苦味物質に応答することを電気生理学的に初めて明らかにした。感覚子によって最も良く応答する物質は異なっていた。高濃度の塩に応答するL2細胞が苦味物質に応答する。唇弁には片側31本の味覚感覚子が存在し、1、s、iタイプに分類される。それぞれのタイプ別に糖に対する神経応答を調べたところ、1タイプの感覚子が最も感度が高く、iタイプの感覚子は1タイプの半分ほどの応答であった。sタイプの感覚子ではショ糖に対してはLタイプと同等に応答するが、他の糖に対しての応答は弱かった。i-タイプの感覚子は、水に応答しないが、糖、塩、苦味物質には応答し、2個の味細胞しかもたたない。生理学的な解析により、糖と低濃度の塩は一つの味細胞で受容されており、高濃度の塩と苦味物質は別の味細胞で受容されていることがわかった。ショウジョウバエのゲノムには、3量体Gタンパク質をコードする遺伝子は16個予測されている。味覚器における発現をRT-PCRを用いて調べたところ、α、β、γサブユニットで各1個が主に発現していた。Gγ1遺伝子に対する2本鎖RNAを発現するUAS-RNAi系統を用いて味覚神経応答を調べたところ、糖応答が低下していた。Gγ1遺伝子のnull突然変異体を用いて糖受容細胞の神経応答を調べた。FLP/FRTシステムを用いて任意のタイミングで体細胞組換えを起こし、Gγ1遺伝子のnull突然変異ホモ接合体の細胞を生じさせた。その味細胞の糖に対する神経応答は低下していたが完全には消失していなかった。Gγ1遺伝子は糖受容細胞で発現しており、糖受容シグナルトランスダクションに関与していると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Molecular neurophysiology of taste in Drosophila. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ishimoto, H., Tanimura, T.
  • 雑誌名: Cell.Mol.Life Sci. 61 ページ: 10-18
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Molecular clearance of ataxin-3 is regulated by a mammalian E4. (2004)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto M., Yada, M., Hatakeyama, S., Ishimoto, H., Tanimura, T., Tsuji, S., Kakizuka, A., Kitagawa, M., Nakayama, K.-I.
  • 雑誌名: EMBO J. 23 ページ: 659-669
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Two antagonistic gustatory receptor neurons responding to sweet-salty and bitter taste in Drosophila. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hiroi, M, Meunier, N., Marion-Poll, F., Tanimura, T.
  • 雑誌名: J.Neurobiol. 61 ページ: 333-342
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Drosophila cry^b mutation reveals two circadian clocks that drive locomotor rhythm and have different responsiveness to light. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yoshii, T., Funada, Y., Ibuki, T., Matsumoto, A., Tanimura, T., Tomioka, K.
  • 雑誌名: J.Insect Physiol. 50 ページ: 479-488
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Molecular clearance of ataxin-3 is regulated by a mammalian E4. (2004)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, M., Yada, M., Hatakeyama, S., Ishimoto, H., Tanimura, T., Tsuji, S., Kakizuka, A., Kitagawa, M., Nakayama, K.-I.
  • 雑誌名: EMBO J. 23 ページ: 659-669
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Two antagonistic gustatory receptor neurons responding to sweet-salty and bitter taste in Drosophila. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hiroi, M, Meunier, N., Marion-Poll, F., Tanimura.T.
  • 雑誌名: J.Neurobiol. 61 ページ: 333-342
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Drosophila cry^b mutation reveals two circadian clocks that drive locomotor rhythm and have different responsiveness to light. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yoshii, T., Funada, Y., Ibuki, T., Matsumoto, A., Tanimura, T., Tomioka, K.
  • 雑誌名: J.Insect hysiol. 50 ページ: 479-488
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Molecular neurophysiology of taste in Drosophila. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ishimoto, H., Tanimura, T.
  • 雑誌名: Cellular and Molecular Life Science 61 ページ: 10-18
• [雑誌論文] Molecular clearance of ataxin-3 is regulated by a mammalian E4. (2004)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, M., Yada, M., Hatakeyama, S., Ishimoto, H., Tanimura, T., Tsuji, S., Kakizuka, A., Kitagawa, M., Nakayama, K.-I.
  • 雑誌名: EMBO Journal 23 ページ: 659-669
• [雑誌論文] Two antagonistic gustatory receptor neurons responding to sweet-salty and bitter taste in Drosophila. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hiroi, M, Meunier, N., Marion-Poll, F., Tanimura, T.
  • 雑誌名: Journal of Neurobiology 61 ページ: 333-342
• [雑誌論文] Drosophila cry^b mutation reveals two circadian clocks that drive locomotor rhythm and have different responsiveness to light. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yoshii, T., Funada, Y., Ibuki, T., Matsumoto, A., Tanimura, T., Tomioka, K.
  • 雑誌名: Journal of Insect Physiology 50 ページ: 479-488
• [雑誌論文] Peripheral coding of bitter taste in Drosophila. (2003)
  • 著者名/発表者名: Meunier, N., Marion-Poll, F., Rospars, J-P, Tanimura, T.
  • 雑誌名: J.Neurobiol. 56 ページ: 139-152
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Development of PDF-expressing cells, possible clock neurons, in the housefly Musca domestics. (2003)
  • 著者名/発表者名: Pyza, E., Siuta, T., Tanimura, T.
  • 雑誌名: Micros Res.Techniq. 62 ページ: 103-113
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Development of PDF-expressing cells, possible clock neurons, in the housefly Musca domestica. (2003)
  • 著者名/発表者名: Pyza, E., Siuta, T., Tanimura, T.
  • 雑誌名: Micros Res.Techniq. 62 ページ: 103-113
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Genome-wide transcriptional orchestration of circadian rhythms in Drosophila. (2002)
  • 著者名/発表者名: Ueda, H.R., Matsumoto, A., Kawamura, M., Iino, M., Tanimura, T., Hashimoto, S.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 277 ページ: 14048-14052
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Differentiated nerve response to sugars among labellar chemosensilla in Drosophila. (2002)
  • 著者名/発表者名: Hiroi, M., Marion-Poll, F., Tanimura, T.
  • 雑誌名: Zool.Sci. 19 ページ: 1009-1018
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] GETDB, a database compiling expression patterns and molecular locations of a collection of Gal4 enhancer traps. (2002)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, S., Ito, K., Sado, S., Taniguchi, M., Takeuchi, H., Aigaki, T., Matsuzaki, F., Nakagoshi, H., Tanimura, T., Ueda, R., Uemura, T., Yoshihara, M., Goto, S.
  • 雑誌名: Genesis 34 ページ: 58-61
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The period gene and allochronic reproductive isolation in Bactrocera cucurbitae. (2002)
  • 著者名/発表者名: Miyatake, T., Matsumoto, A., Matsuyama, T., Ueda, H., Toyosato, T., Tanimura, T.
  • 雑誌名: Proc.R.Soc.Lond.B 269 ページ: 2467-2472
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] GETDB, a database compiling expression patterns and molecular locations of a collection of Ga14 enhancer traps. (2002)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, S., Ito, K., Sado, S., Taniguchi, M., Takeuchi, H., Aigaki, T., Matsuzaki, F., Nakagoshi, H., Tanimura, T., Ueda, R., Uemura, T., Yoshihara, M., Goto, S.
  • 雑誌名: Genesis 34 ページ: 58-61
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Meunier, N., et al.: "Peripheral coding of bitter taste in Drosophila"J.Neurobiol.. 56. 139-152 (2003)
• [文献書誌] Pyza, E. et al.: "Development of PDF-expressing cells, possible clock neurons, in the housefly, Musca domestica"Micros Res.Techniq.. 62. 103-113 (2003)
• [文献書誌] Ishimoto, H., Tanimura, T.: "Molecular neurophysiology of taste in Drosophila"Cell.Mol.Life Sci.. 61. 10-18 (2004)
• [文献書誌] Ueda, H.R.et al.: "Genome-wide transcriptional orchestration of circadian rhythms in Drosophila"J. Biol. Chem. 277. 14048-14052 (2002)
• [文献書誌] Hiroi, M. et al.: "Differentiated nerve response to sugars among labellar chemosensilla in Drosophila"Zool. Sci.. 19. 1009-1018 (2002)
• [文献書誌] Hayashi, S. et al.: "GETDB, a database compiling expression patterns and molecular locations of a collection of Ga14 enhancer traps"Genesis. 34. 58-61 (2002)
• [文献書誌] Miyatake, T. et al.: "The period gene and allochronic reproductive isolation in Bactrocera cucurbitae"Proc. R. Soc. Lond. B. 269. 2467-2472 (2002)