休眠の神経制御

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17K19371
• 研究機関: 国立研究開発法人情報通信研究機構
• 研究代表者: 山元 大輔 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所, 上席研究員 (50318812)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2019-03-31
• キーワード: インスリン産生ニューロン

研究実績の概要

休眠制御の中心的役割を果たす脳間部のインスリン産生細胞(Insulin-like peptide producing cells: IPCs)に着目し、休眠誘導条件がどのようにこれらの細胞に作用するかを調べた。生きた個体の脳を露出させ、露出部分のみを生理的食塩水で灌流しながら、whole cell patch-clampにて電気活動を記録する方法を確立した。IPCにはDilp3-GAL4によって駆動されたGFP発現が生じているため、その蛍光をランドマークとして電極を配置した。これらのニューロンは-50mVより負の値を示す静止膜電位を持ち、外向き通電刺激によってオーバーシュートする活動電位を発生させた。休眠しない条件である長日、高温、摂食条件で飼育したものを用い、灌流液の温度を25℃から10℃に急冷すると、静止膜電位のゆっくりとした脱分極が生じ、それに重畳して活動電位を発生させた。これに対し、成虫羽化後に１週間にわたって卵巣休眠誘導条件である低温、短日、飢餓に置いたものでは、同様の急性的寒冷刺激を与えてもごくわずかの脱分極反応を示すのみであり、さらに活動電位の発生もほとんど認められなかった。このことから、脳のIPCそのものが環境条件の応じてその生理的特性を変化させ、インスリンやその他の物質の分泌活動の変化が生じることが考えられた。それを通じて、休眠の誘導や離脱が起こる可能性があると考えられる。一方IPCは、光照射に対してはわずかな過分極応答を示したが、この光への応答は外液中に加えたtetrodotoxinによって消失することから、シナプス性に発生しているものと思われた。

研究成果

• [雑誌論文] The desaturase1 gene affects reproduction before, during and after copulation in Drosophila melanogaster. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nojima T, Chauvel I, Houot B, Bousquet F, Farine JP, Everaerts C, Yamamoto D, Ferveur JF.
  • 雑誌名: J. Neurogenet. 巻: - ページ: -
  • DOI: doi: 10.1080/01677063.2018.1559843.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Partial proteasomal degradation of Lola triggers the male-to-female switch of a dimorphic courtship circuit. (2019)
  • 著者名/発表者名: Sato K, Ito H, Yokoyama A, Toba G, Yamamoto D.
  • 雑誌名: Nature Commun. 巻: 10 ページ: 166
  • DOI: doi: 10.1038/s41467-018-08146-1.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A novel sex difference in Drosophila contact chemosensory neurons unveiled using single cell labeling. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kimura KI, Urushizaki A, Sato C, Yamamoto D.
  • 雑誌名: J. Neurogenet. 巻: - ページ: -
  • DOI: doi: 10.1080/01677063.2018.1531858.
  • 査読あり
• [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: Miwa Y, Koganezawa M, Yamamoto D.
  • 雑誌名: J. Neurogenet. 巻: 32 ページ: 353-363
  • DOI: doi: 10.1080/01677063.2018.1513507.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic dissection of stress-induced reproductive arrest in Drosophila melanogaster females. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ojima N, Hara Y, Ito H, Yamamoto D.
  • 雑誌名: PLoS Genet. 巻: 14 ページ: e1007434
  • DOI: doi: 10.1371/journal.pgen.1007434.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Wolbachia protein TomO interacts with a host RNA to induce polarization defects in Drosophila oocytes. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ote M, Yamamoto D.
  • 雑誌名: Arch Insect Biochem Physiol. 巻: 99 ページ: e21475
  • DOI: doi: 10.1002/arch.21475.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancing Nanos expression via the bacterial TomO protein is a conserved strategy used by the symbiont Wolbachia to fuel germ stem cell maintenance in infected Drosophila females. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ote M, Yamamoto D
  • 雑誌名: Arch Insect Biochem Physiol. 巻: 98 ページ: e21471
  • DOI: doi: 10.1002/arch.21471.
  • 査読あり
• [学会発表] ショウジョウバエの性行動進化解明に向けたEvo-Devo-Neuroアプローチの提唱 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山元大輔
  • 学会等名: 第66回日本生態学会大会、シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] The fruitless-labelled courtship circuit: conserved and diversified. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, D.
  • 学会等名: The 2nd Asia-Pacific Drosophila Neuroscience Conference. Academia Sinica, Taipei, Taiwan(招待講演)(国際学会)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Plasticity of innate courtship behavior and its neural substrate in flies. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, D.
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] ショウジョウバエ非モデル種を用いた求愛行動の進化をもたらす分子・神経メカニズム (2018)
  • 著者名/発表者名: 田中良弥、樋口智大、古波津創、佐藤耕世、粟崎健、山元大輔
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会、シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] ショウジョウバエ雄の同性愛行動を抑制するDE細胞 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山田芳、田中陵暉、山元大輔、中越秀樹
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] キイロショウジョウバエ運動神経の活動抑制は雄特異的筋の形成を阻害する (2018)
  • 著者名/発表者名: 木村賢一、熊野梨美、山元大輔
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Identification of visual interneurons that mediate courtship following in Drosophila. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kohatsu, S. and Yamamoto, D.
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Asia Conference: Latest Advances in Development & Function of Neuronal Circuits,
  • 国際学会
• [学会発表] Searching for neurons regulating sexual receptivity in Drosophila females. (2018)
  • 著者名/発表者名: Miwa, Y., Koganezawa, M. and Yamamoto, D.
  • 学会等名: Towards understanding of individuality
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Studying a mini-brain of insects for the understanding of mechanisms underlying perceptual decision-making. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, D.
  • 学会等名: MOST-NICT Joint Workshop on AI for ICT, GIS NTU Convention Center, Taipei, Taiwan
  • 国際学会
• [学会発表] 環境ストレスによって雌の性的受容性が変化する機構 (2018)
  • 著者名/発表者名: 三輪祐輔、小金澤雅之、山元大輔
  • 学会等名: 次世代脳プロジェクト第3回シンポジウム、東京
• [学会発表] A brain interneuron shaping the species-specific courtship pattern in Drosophila. (2018)
  • 著者名/発表者名: Koganezawa, M., Suzuki, T. and Yamamoto, D.
  • 学会等名: 第40回日本比較生理生化学会大会、神戸
• [学会発表] Identification of interneuron subsets that mediate vision-dependent courtship following in Drosophila (2018)
  • 著者名/発表者名: Kohatsu, S. and Yamamoto, D.
  • 学会等名: 第40回日本比較生理生化学会大会、神戸
• [学会発表] Acclimatization to cold temperature of brain insulin neurons drives reproductive dormancy (2018)
  • 著者名/発表者名: Hara, Y., Ojima, N., Ito, H. and Yamamoto, D.
  • 学会等名: 第13回日本ショウジョウバエ研究会、京都
• [学会発表] 行動の種特異性を規定する神経メカニズム-ショウジョウバエの求愛行動を用いた取り組み (2018)
  • 著者名/発表者名: 田中良弥、樋口智大、古波津創、佐藤耕世、粟崎健、山元大輔
  • 学会等名: 第13回日本ショウジョウバエ研究会、京都
• [学会発表] The neural mechanism underlying evolution of mating preferenceThe 46th Naito Conference: Mechanisms of Evolution and Biodiversity (2018)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, Y., Maeda, N., Mochizuki, K., Nomura, G., Kamikouchi, A. and Yamamoto, D.
  • 学会等名: The 46th Naito Conference: Mechanisms of Evolution and Biodiversity
  • 国際学会
• [学会発表] Experience-Dependent Nonsynaptic Plasticity in Drosophila Central Brain Neurons. (2018)
  • 著者名/発表者名: Rindner, D., Hara, Y. and Yamamoto, D.
  • 学会等名: 第41回日本神経科学大会、神戸
• [学会発表] ショウジョウバエ性行動を制御する神経回路と進化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山元大輔
  • 学会等名: 第26回日本ステロイドホルモン学会学術集会、幕張
  • 招待講演
• [学会発表] ショウジョウバエで解き明かす性行動の脳内回路と遺伝子制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山元大輔
  • 学会等名: プロゲストーゲン研究会、台場
  • 招待講演
• [備考] 山元研究室
  • URL: http://www2.nict.go.jp/frontier/evoneuro/index.html