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ショウジョウバエにおける求愛行動の種特異性を生み出す神経回路基盤の探索

研究課題

研究課題/領域番号 15J05088
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 神経生理学・神経科学一般
研究機関東北大学

研究代表者

田中 良弥  東北大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2017年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2016年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2015年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード行動進化の神経メカニズム / ショウジョウバエ / 求愛行動 / fruitless遺伝子 / 行動の種間差 / ゲノム編集
研究実績の概要

本研究はショウジョウバエ属の求愛行動を材料に、行動の種間差を生み出す神経基盤を明らかにすることを目的としている。モデル種であるキイロショウジョウバエではfruitless(fru)と呼ばれる遺伝子の働きによって求愛行動が生み出されることが知られている。この知見から、fruが求愛行動の種間差の形成に関与している可能性を考えた。昨年度までに、キイロショウジョウバエとは異なる求愛行動を示すDrosophila subobscura(D. subobscura)にCRISR/Cas9システムを用いて、fru遺伝子座へ蛍光タンパク質マーカーを含む光遺伝学ツールの導入に成功している。
本年度は、作製したトランスジェニック系統を用いて蛍光タンパク質マーカーに対する免疫組織化学法を用いてfruを発現する神経回路を可視化し、それをキイロショウジョウバエのfru発現神経回路の構造と比較することに成功した。この取り組みによって、脳内のfruを発現する神経細胞の一部はD. subobscuraでのみ観察され、キイロショウジョウバエには見られないことを明らかにした。この結果は、異なる2種間で求愛行動の実現に関わるfru神経回路の構造が変化していることを示唆している。さらに、光遺伝学的な手法によって、fruを発現する神経回路を強制的に活性化するとD. subobscuraに特異的な求愛行動の要素が観察された。
また、改変した光遺伝学ツールを持つトランスジェニック系統を作製することによって、モザイク解析法をD. subobscuraに適用することに成功した。これによって、本種に特異的に見られる求愛行動に関わる少数のfru発現細胞を得ることに成功した。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Balanced genetic diversity improves population fitness.2018

    • 著者名/発表者名
      Yuma Takahashi, Ryoya Tanaka, Daisuke Yamamoto, Suzuki Noriyuki & Masakado Kawata
    • 雑誌名

      Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences

      巻: 285 号: 1871 ページ: 20172045-20172045

    • DOI

      10.1098/rspb.2017.2045

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optogenetic Activation of the fruitless-Labeled Circuitry in Drosophila subobscura Males Induces Mating Motor Acts.2017

    • 著者名/発表者名
      Ryoya Tanaka, Tomohiro Higuchi, Soh Kohatsu, Kosei Sato and Daisuke Yamamoto
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience

      巻: 37 号: 48 ページ: 11662-11674

    • DOI

      10.1523/jneurosci.1943-17.2017

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Clustered regulatory interspaced short palindromic repeats (CRISPR)-mediated mutagenesis and phenotype rescue by piggyBac transgenesis in a nonmodel Drosophila species.2016

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, R., Murakami, H., Ote, M. and Yamamoto, D.
    • 雑誌名

      Insect Mol. Biol.

      巻: 25 号: 4 ページ: 12232-12232

    • DOI

      10.1111/imb.12232

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 非モデル種 Drosophila subobscuraでのCRISPR/Cas9による変異誘発2016

    • 著者名/発表者名
      村上 日向, 山元 大輔, 田中 良弥, 伊藤 弘樹
    • 雑誌名

      Genes & Genetic Systems

      巻: 第90巻5号付録 ページ: 4-4

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 新規な求愛行動形質の獲得を実現する神経メカニズムの探求~ショウジョウバエを用いた試み~2017

    • 著者名/発表者名
      田中良弥・樋口智大・古波津創・佐藤 耕世・山元 大輔
    • 学会等名
      日本進化学会第19回大会シンポジウム『繁殖行動の進化をもたらす神経基盤』
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Visualization and optogenetic activation of the fruitless-labeled circuitry in genome-edited Drosophila subobscura.2017

    • 著者名/発表者名
      Ryoya Tanaka, Tomohiro Higuchi, Soh Kohatsu, Kosei Sato and Daisuke Yamamoto
    • 学会等名
      EMBO|EMBL Symposia: Neural Circuits in the Past, Present and Future
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Anatomical dissection and optogenetic activation of the fruitless-labeled circuitry in genome-edited Drosophila subobscura.2017

    • 著者名/発表者名
      Ryoya Tanaka, Tomohiro Higuchi, Soh Kohatsu, Kosei Sato and Daisuke Yamamoto
    • 学会等名
      Cold spring harbor laboratory meeting: Neurobiology of Drosophila
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ショウジョウバエにおける求愛行動の種特異性を生み出す神経基盤の探索2016

    • 著者名/発表者名
      田中良弥・村上 日向・佐藤 耕世・山元 大輔.
    • 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・三島市)
    • 年月日
      2016-10-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Phenotypic analysis of a fruitless mutant and CRISPR-mediated transgenesis in D. subobscura2016

    • 著者名/発表者名
      Ryoya Tanaka・Hinata Murakami・Kosei Sato・Daisuke Yamamoto
    • 学会等名
      The 12th Japanese Drosophila Research Conference
    • 発表場所
      立教大学(東京都・豊島区)
    • 年月日
      2016-09-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Drosophila subobscuraにおけるfruitless変異体の作製と遺伝学的ツールの適用~行動の種間差を生    み出す神経基盤を探る2016

    • 著者名/発表者名
      田中良弥・村上 日向・佐藤 耕世・山元 大輔.
    • 学会等名
      日本進化学会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都・目黒区)
    • 年月日
      2016-08-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Drosophila subobscuraにおけるfruitless変異体の表現型解析と可視マーカーの作製2016

    • 著者名/発表者名
      田中良弥, 村上 日向, 大手 学, 山元 大輔
    • 学会等名
      平成28年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会 日本蚕糸学会第86回大会
    • 発表場所
      京都府京都市 京都工芸繊維大学
    • 年月日
      2016-03-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 行動の種間差を生み出すメカニズムを探る ~ショウジョウバエの求愛行動を用いた試み~2015

    • 著者名/発表者名
      田中良弥, 村上 日向, 大手 学, 山元 大輔
    • 学会等名
      第3回生態進化発生コロキウム
    • 発表場所
      東京都文京区 東京大学
    • 年月日
      2015-12-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Drosophila subobscuraにおけるfruitless遺伝子の機能解析 ~キイロショウジョウバエとの比較から求愛行動の進化を考える~2015

    • 著者名/発表者名
      田中良弥, 大手 学, 山元 大輔
    • 学会等名
      第8回Evo-devo青年の会
    • 発表場所
      愛知県名古屋市 名古屋大学
    • 年月日
      2015-06-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 雄の脳は雌にプレゼントをあげるようにプログラムされている ‐ショウジョウバエでの研究成果‐

    • URL

      https://www.lifesci.tohoku.ac.jp/date/detail---id-47617.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 自然界でも〝個性〟が重要! 「おっとり型」と「せかせか型」の共存が集団のパフォーマンスを高める

    • URL

      https://www.lifesci.tohoku.ac.jp/research/results/detail---id-47721.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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