ショウジョウバエ概日リズム出力系の情報伝達機構の総合的研究

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11694216
• 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, 大学教育研究センター, 助手 (40229539)
• キーワード: ショウジョウバエ / サーカディアンリズム / 光受容 / クリプトクローム / PDF

研究概要

ショウジョウバエの時計突然変異体の研究によって、サーカディアンリズムを制御する多数の分子が同定され研究が進展している。生物時計は光によって影響を受けることが知られているが、光受容の入力経路の分子機構は未知であった。我々も含めたいくつかの研究室において、クリプトクローム(cry)がサーカディアンリズムの光受容体ではないかという報告がなされた。出力系においては、神経ペプチドの1種であるPDF(pigment dispersing factor)がかかわっていると考えられている。昨年度、イエバエにおいて、CRY, PDFに対するそれぞれの抗体を用いて、両者が存在するニューロンの同定を行ない、成虫の脳の側方ニューロンにおいて両者が共に発現していることを明らかにした。今年度はこの観察について以下の結果を得た。成虫ではS、Lの2群のPDF陽性ニューロンが存在していた。これらのニューロンが幼虫、蛹期における発現パターンを明らかにしたところ、Sタイプがすべての発生段階において存在していた。CRY, PDFが共存しているニューロンはこのSタイプであることが明らかとなった。また、CRYに対する染色は昼夜で変動していることが明らかになった。ウエスタンブロットによって、タンパク質の量的変動を調べようと試みたが、用いた抗体は膜上ではCRYに結合しなかった。今年度の研究はSタイプの側方ニューロンがイエバエにおける「時計ニューロン」として機能している可能性を示唆した。

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] Ueda, H.R., et al.: "Genome-wide transcriptional orchestration of circadian rhythms in Drosophila"Journal of Biological Chemistry. 277(in press). (2002)
• [文献書誌] Chen, B., et al.: "Circadian rhythms in light-evoked responses of the fly's compound eye, and the effects of neuremodulators 5-HT and the peptide PDF"Journal of Comparative Physiology. 185・5. 393-404 (1999)
• [文献書誌] Pyza, E., Meinertzhagen, I.A.: "Daily rhythmic changes of cell size and shape in the first optic neuropil in Drosophila melanogaster"Journal of Neurobiology. 40・1. 77-88 (1999)
• [文献書誌] Meinertzhagen, I.A., Pyza, E.: "Neurotransmitter regulation of circadian structural changes in the fly's visual system"Microscopy Research and Techniques. 45・2. 96-105 (1999)