ショウジョウバエの味覚識別行動可塑性の行動遺伝学的研究

2002 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 11168221
• 研究種目: 特定領域研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 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)
• 研究期間 (年度): 1999 – 2001
• キーワード: ショウジョウバエ / 味覚受容 / エンハンサートラップ法 / キニーネ / 水受容 / 可塑性

研究概要

味覚情報を処理、統合する中枢神経系の可塑性を行動レベルから解析し、突然変異体を用いた分子遺伝学的アプローチから研究するための第一段階として味細胞レベルで研究を行った。吻伸展反射を用い、フ節の一方に糖刺激を、他方に様々な化学物質を与え、伸展反射への抑制効果を検討した結果、キニーネの味覚情報は、吻伸展反射の神経回路において短期の抑制的効果を及ぼすことを見出した。これまで、ハエの味覚においてキニーネは糖応答を抑制することが知られていた。本研究によって、ショウジョウバエではキニーネは糖応答の抑制する他に、キニーネ単独の受容機構が存在することが明らかになった。
これまでの電気生理学、および組織学的研究から、1本の味覚感覚子の基部には、通常4つの味細胞が存在し、それぞれが糖、塩、水を受容する細胞であることがわかっている。個々の味細胞を組織学的に識別し、さらに機能的に同定するために、Gal4エンハンサートラップ法を用いて、味細胞特異的にGFPレポーター遺伝子が発現しているGal4系統をスクリーニングを行い味細胞でシグナルが観察できる複数の系統を得ることができた。味細胞特異的にGal4が発現している1017系統では発現は感覚子の根元の1個の味細胞にあることを確認した。UAS-shibirets1を用いて、この味細胞の神経伝達をブロックし、糖、塩、水に対する吻伸展反射を調べたところ、水に対する反射のみが抑制された。したがって、1017系統におけるGAL4の発現細胞は水受容細胞であることがわかった。水受容細胞軸索の食道下神経節への投射パターンを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Ishikawa, T., et al.: "DCRY is a Drosophila photoreceptor protein implicated in light entrainment of circadian rhythm"Genes to Cells. 4. 57-66 (1999)
• [文献書誌] Matsumoto, A., et al.: "tim rit lengthens circadian period in a temperature dependent manner through suppression of PERIOD protein cycling and nuclear localization"Molecular and Cellular Biology. 19. 4343-4345 (1999)
• [文献書誌] Ishimoto, H., et al.: "Molecular identification of a taste receptor gene for trehalose in Drosophila"Science. 289. 116-119 (1999)
• [文献書誌] Miyazu, M., et al.: "Cloning and characterization of a novel form of a cyclic nucleotide-gated channel from Drosophila melanogaster"Insect Molecular Biology. 9. 283-292 (2000)
• [文献書誌] Ueda, H.R., et al.: "Genome-wide transcriptional orchestration of circadian rhythms in Drosophila"Journal of Biological Chemistry. 277. 14048-14052 (2002)