求愛と攻撃の解発とスイッチングの神経機構の解明

• 研究課題/領域番号: 15H04397
• 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: 動物生理・行動
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 小金澤 雅之 東北大学, 生命科学研究科, 准教授 (10302085)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円); 2019年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2016年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2015年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
• キーワード: ショウジョウバエ / 求愛行動 / 攻撃行動 / fruitless / doublesex / 求愛 / 攻撃

研究成果の概要

ショウジョウバエの神経系の性差決定にはfruitless（fru）とdoublesex（dsx）と呼ばれる遺伝子が中心的に機能している。性差を持つ神経回路は求愛行動や攻撃行動などの実行に重要な役割を果たしている。本研究では、dsx発現pC1ニューロン群に焦点を絞って研究を行った。pC1ニューロン群はfru発現の有無により2つのグループに分けることができる。ニューロンの活動操作実験などにより、fru陽性のpC1ニューロン群は求愛行動の司令に、fru陰性 pC1は攻撃行動の司令に、それぞれ機能していることが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により今まで不明であった攻撃行動の司令ニューロンシステムを同定することができた。また求愛と攻撃という行動が相反して生ずることの基盤として、GABA作動性抑制性ニューロンによる司令ニューロンシステムへの抑制が重要であることも明らかとできた。このような抑制性ニューロンの機能はショウジョウバエ以外の動物でも相反的行動の実現に機能している可能性がある。

研究成果

• [雑誌論文] Calmodulin-binding transcription factor shapes the male courtship song in Drosophila (2019)
  • 著者名/発表者名: Sato Kosei、Ahsan Md. Tanveer、Ote Manabu、Koganezawa Masayuki、Yamamoto Daisuke
  • 雑誌名: PLOS Genetics 巻: 15 号: 7 ページ: e1008309-e1008309
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1008309
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Antennae sense heat stress to inhibit mating and promote escaping in Drosophila females. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Miwa, Masayuki Koganezawa & Daisuke Yamamoto
  • 雑誌名: J Neurogenet. 巻: 32 号: 4 ページ: 353-363
  • DOI: 10.1080/01677063.2018.1513507
  • 査読あり
• [雑誌論文] Serotonergic neuronal death and concomitant serotonin deficiency curb copulation ability of Drosophila platonic mutants. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yilmazer YB, Koganezawa M, Sato K, Xu J, Yamamoto D.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 7 号: 1 ページ: 13792-13792
  • DOI: 10.1038/ncomms13792
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The neural circuitry that functions as a switch for courtship versus aggression in Drosophila males (2016)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Koganezawa, Ken-ichi Kimura and Daisuke Yamamoto
  • 雑誌名: Current Biology 巻: in press 号: 11 ページ: 1395-1403
  • DOI: 10.1016/j.cub.2016.04.017
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The neural circuitry that functions as a switch for courtship versus aggression in Drosophila males (2016)
  • 著者名/発表者名: Koganezawa M., Kimura K., Yamamoto D.
  • 雑誌名: Curr. Biol. 巻: 26
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Requirement of the Tec family tyrosine kinase Btk29A for courtship memory in Drosophila males. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sunouchi, K. Koganezawa, M. and Yamamoto, D.
  • 雑誌名: Arch. Insect Biochem. Physiol. 巻: 91 号: 3 ページ: 165-174
  • DOI: 10.1002/arch.21316
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Zeste tunes the timing of ecdysone actions in triggering programmed tissue degeneration in Drosophila (2015)
  • 著者名/発表者名: Goto T., Sato K., Sone H., Koganezawa M., Ito H., Yamamoto D.
  • 雑誌名: J. Neurogenet. 巻: 29 号: 4 ページ: 169-173
  • DOI: 10.3109/01677063.2015.1098638
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Dmca1D channel mediates Ca(2+) inward currents in Drosophila embryonic muscles (2015)
  • 著者名/発表者名: Hara Y., Koganezawa M., Yamamoto D.
  • 雑誌名: J. Neurogenet. 巻: 29 号: 2-3 ページ: 117-123
  • DOI: 10.3109/01677063.2015.1054991
  • 査読あり
• [雑誌論文] Drosophila ovipositor extension in mating behavior and egg deposition involves distinct sets of brain interneurons (2015)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichi Kimura, Chiaki Sato, Masayuki Koganezawa, Daisuke Yamamoto
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 10 号: 5 ページ: e0126445-e0126445
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0126445
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ショウジョウバエの求愛行動（上）求愛を制御するフェロモン (2015)
  • 著者名/発表者名: 小金澤雅之
  • 雑誌名: 現代化学 巻: 530 ページ: 48-50
• [雑誌論文] ショウジョウバエの求愛行動（下）脳の性差をつくる分子・愛を生み出す神経 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小金澤雅之
  • 雑誌名: 現代化学 巻: 531 ページ: 52-55
• [学会発表] 婚姻贈呈行動に関わるショウジョウバエ脳内ニューロン (2019)
  • 著者名/発表者名: 小金澤雅之・鈴木拓也・山元大輔
  • 学会等名: 日本動物学会第90回大会
• [学会発表] The effects of serotonin and dopamine to the experience dependent courtship in Drosophila (2018)
  • 著者名/発表者名: Koganezawa, M.
  • 学会等名: 新学術領域「人工知能と脳科学」「適応回路シフト」合同領域会議
• [学会発表] Drosophila subobscura 求愛時の婚姻贈呈に関わるニューロン (2018)
  • 著者名/発表者名: 小金澤雅之・山元大輔
  • 学会等名: 平成30年度日本動物学会東北支部大会
• [学会発表] ショウジョウバエ種特異的求愛行動パターンを生み出す脳内介在ニューロン (2018)
  • 著者名/発表者名: 小金澤雅之・山元大輔
  • 学会等名: 第89回日本動物学会
• [学会発表] A brain interneuron shaping the species-specific courtship pattern in Drosophila (2018)
  • 著者名/発表者名: 小金澤 雅之・鈴木拓也・山元 大輔
  • 学会等名: 日本比較生理生化学会第40回神戸大会
• [学会発表] Imprinting of social experience via serotonin to the courtship releasing mechanism of Drosophila (2018)
  • 著者名/発表者名: Koganezawa, M.
  • 学会等名: 新学術領域「適応回路シフト」第8回領域会議
• [学会発表] Ca2+ imaging analysis of doublesex-expressing neurons in Drosophila. (2017)
  • 著者名/発表者名: Koganezawa, M. and Ymamoto, D.
  • 学会等名: 新学術研究領域「適応回路シフト」領域会議
• [学会発表] Ca2+ imaging study of courtship and aggression triggering center in Drosophila. (2017)
  • 著者名/発表者名: 小金澤 雅之・山元 大輔
  • 学会等名: 日本比較生理生化学会第39回福岡大会
• [学会発表] Searching for neurons controlling sexual receptivity in Drosophila females. (2017)
  • 著者名/発表者名: Miwa, Y., Koganezawa, M. and Yamamoto, D.
  • 学会等名: Neurobiology of Drosophila
  • 国際学会
• [学会発表] doublesex発現ニューロンの性的指向性に関するCa2+イメージング解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小金澤 雅之・山元 大輔
  • 学会等名: 日本動物学会第88回富山大会
• [学会発表] ショウジョウバエ求愛・攻撃中枢のCa2+イメージング解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小金澤 雅之・山元 大輔
  • 学会等名: 日本動物学会平成29年度東北支部大会
• [学会発表] ショウジョウバエ求愛解発機構に対するセロトニンによる社会的経験の刻印 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小金澤 雅之・山元 大輔
  • 学会等名: 新学術領域「適応回路シフト」第5回領域班会議
• [学会発表] セロトニンによるショウジョウバエ経験依存的求愛行動の調節とその神経基盤 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小金澤雅之
  • 学会等名: 新学術領域「適応回路シフト」第4回領域会議
  • 発表場所: 学術総合センター（東京都）
  • 年月日: 2016-12-19
• [学会発表] Sexually dimorphic neural circuitry that functions as a switch for courtship versus aggression in Drosophila. (2016)
  • 著者名/発表者名: Koganezawa, M., Yamamoto, D.
  • 学会等名: The 22nd International Congress of Zoology
  • 発表場所: OIST&OCC（沖縄県）
  • 年月日: 2016-11-14
  • 国際学会
• [学会発表] 求愛と攻撃の相反性を実現するショウジョウバエ脳内神経回路 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小金澤雅之
  • 学会等名: 2016年度行動遺伝学研究会「個体の繋がりの分子進化研究」
  • 発表場所: 国立遺伝学研究所（静岡県）
  • 年月日: 2016-10-13
  • 招待講演
• [学会発表] Central brain neurons controlling courtship and aggression in Drosophila melanogaster. (2016)
  • 著者名/発表者名: Koganezawa, M., Yamamoto, D.
  • 学会等名: JSCPB 2016 Tokyo（日本比較生理生化学会第３８回年会）
  • 発表場所: 玉川大学（東京都）
  • 年月日: 2016-09-02
• [学会発表] ショウジョウバエの攻撃と求愛の切替を行う脳内神経回路 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小金澤雅之・山元大輔
  • 学会等名: 平成28年度日本動物学会東北支部大会
  • 発表場所: 福島県立医科大学（福島県）
  • 年月日: 2016-08-23
• [学会発表] ショウジョウバエの経験依存的求愛行動に関わる外的・内的要因 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小金澤雅之
  • 学会等名: 新学術領域「適応回路シフト」第3回領域会議
  • 発表場所: ホテルリステル猪苗代（福島県）
  • 年月日: 2016-06-30
• [学会発表] The neural switch for courtship versus aggression in Drosophila. (2016)
  • 著者名/発表者名: Koganezawa, M., Yamamoto, D.
  • 学会等名: Environmental Sensing and Animal Behavior
  • 発表場所: 東京大学（東京都）
  • 年月日: 2016-06-10
  • 国際学会
• [学会発表] Searching for ppk-expressing neurons that control female receptivity in Drosohila (2016)
  • 著者名/発表者名: Miwa Y., Koganezawa M., Emoto K., Yamamoto D.
  • 学会等名: 日本昆虫学会第76回大会・第60回日本応用動物昆虫学会大会合同大会
  • 発表場所: 大阪府立大学（大阪）
  • 年月日: 2016-03-26
• [学会発表] Manipulating ppk-expressing neurons yields a post-mating-like behavior in Drosophila females (2016)
  • 著者名/発表者名: Miwa Y., Koganezawa M., Emoto K., Yamamoto D.
  • 学会等名: International Symposium on Adaptive Circuit Shift 2016
  • 発表場所: Doshisha University (Kyoto, Japan)
  • 年月日: 2016-03-03
  • 国際学会
• [学会発表] ショウジョウバエの求愛と攻撃を切り替える神経機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小金澤雅之
  • 学会等名: 新学術領域「適応回路シフト」第2回領域会議
  • 発表場所: 東京医科歯科大学（東京）
  • 年月日: 2015-12-16
• [学会発表] GABAergic neural circuitry controlling courtship and aggression in Drosophila (2015)
  • 著者名/発表者名: Koganezawa, M., Yamamoto, D.
  • 学会等名: NTNU-Tohoku Univ. Brain Science Meeting “Joy of Brain”
  • 発表場所: 東北大学（宮城）
  • 年月日: 2015-11-25
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Sex-specific cleavage of lola specifies sex-specific neurite structures in Drosohila (2015)
  • 著者名/発表者名: Sato, K., Ito, H., Koganezawa, M., Toba, G., Yamamoto, D.
  • 学会等名: NTNU-Tohoku Univ. Brain Science Meeting “Joy of Brain”
  • 発表場所: 東北大学（宮城）
  • 年月日: 2015-11-25
  • 国際学会
• [学会発表] Doublesex expressing neurons that contribute to copulation in Drosophila (2015)
  • 著者名/発表者名: Yilmazer, Y. Koganezawa, M. Yamamoto, D.
  • 学会等名: NTNU-Tohoku Univ. Brain Science Meeting “Joy of Brain”
  • 発表場所: 東北大学（宮城）
  • 年月日: 2015-11-25
  • 国際学会
• [学会発表] Select ppk-expressing neurons control female sexual receptivity in Drosophila (2015)
  • 著者名/発表者名: Miwa, Y., Koganezawa, M., Emoto, K., Yammaoto, D.
  • 学会等名: NTNU-Tohoku Univ. Brain Science Meeting “Joy of Brain”
  • 発表場所: 東北大学（宮城）
  • 年月日: 2015-11-25
  • 国際学会
• [学会発表] Effects of social experience on inter-male courtship in Drosophila fruitless mutants (2015)
  • 著者名/発表者名: Takei, T., Koganezawa, M., Yamamoto, D.
  • 学会等名: NTNU-Tohoku Univ. Brain Science Meeting “Joy of Brain”
  • 発表場所: 東北大学（宮城）
  • 年月日: 2015-11-25
  • 国際学会
• [学会発表] Male-specific transcription factor Fruitless non-transcriptionally suppresses proteolytic cleavage of a Lola isoform to generate sexual differences in neuronal structures and behavior of Drosophila (2015)
  • 著者名/発表者名: Sato, K. Ito, H. Koganezawa, M. and Yamamoto, D.
  • 学会等名: Neurobiology of Drosophila. Cold Spring Harbor Laboratory, USA
  • 発表場所: Cold Spring Harbor Laboratory (Cold Spring Harbor, USA)
  • 年月日: 2015-09-29
  • 国際学会
• [学会発表] ショウジョウバエの求愛と攻撃を解発する脳内fru/dsx発現ニューロン (2015)
  • 著者名/発表者名: 小金澤雅之, 山元大輔
  • 学会等名: 第86回日本動物学会
  • 発表場所: 新潟コンベンションセンター（新潟）
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] ショウジョウバエの攻撃を解発する脳内ニューロン (2015)
  • 著者名/発表者名: 小金澤雅之, 山元大輔
  • 学会等名: 平成27年度日本動物学会東北支部大会
  • 発表場所: 東北大学（宮城）
  • 年月日: 2015-08-08
• [学会発表] ショウジョウバエ求愛行動の神経基盤とその経験依存的指向性シフト (2015)
  • 著者名/発表者名: 小金澤雅之
  • 学会等名: 新学術領域「適応回路シフト」第1回領域会議
  • 発表場所: グランデコ（福島）
  • 年月日: 2015-06-25
• [学会発表] ショウジョウバエ求愛行動を司る中枢ニューロン (2015)
  • 著者名/発表者名: 小金澤雅之
  • 学会等名: 新学術領域「適応回路シフト」第1回領域会議
  • 発表場所: グランデコ（福島）
  • 年月日: 2015-06-25
• [学会発表] Possible involvement of neuropeptide-expressing neurons in the regulation of female receptivity (2015)
  • 著者名/発表者名: Miwa Y., Koganezawa M., Emoto K., Yamamoto D.
  • 学会等名: The 3rd Asia-Pacific Drosophila Research Conference
  • 発表場所: Beijing Conference Center (Beijing, China)
  • 年月日: 2015-05-11
  • 国際学会