| 研究課題/領域番号 |
17K19450
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
上川内 あづさ 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (00525264)
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| 研究分担者 |
河野 崇 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (90447350)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| キーワード | 神経科学 |
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| 研究実績の概要 |
外敵の接近時や、配偶者候補・競合相手とかわすコミュニケーションの際など、多くの動物は音を用いて周囲の状況を知覚し、それにより、自身の生存や生殖につなげる。本研究は、このような音の認識の最初の段階である、音の高さの弁別を担うメカニズムに着目する。特に、聴感覚細胞の「電気的チューニング」の分子機構を、キイロショウジョウバエをモデルにして解明することを目的とする。
前年度までに、キイロショウジョウバエの触角聴覚器に存在する多くの聴感覚細胞において、「電気的チューニング」に関わると予想されるBKチャネルをコードするslowpoke遺伝子の発現を、分子遺伝学的な手法により確認した。そこで、分子遺伝学的手法を用いてRNAiを誘導することにより、聴感覚細胞でslowpoke遺伝子の発現を抑制したキイロショウジョウバエ個体を作成した。このうち、オス個体を用いて求愛歌への応答行動を解析したところ、顕著な障害は観察されなかった。しかし、Slowpokeタンパク質と相互作用する可能性がある因子を発現抑制したところ、求愛歌への応答行動が減弱した。これらの結果により、求愛歌に対する応答性自体に関与するのは、Slowpokeではなくその相互作用因子である可能性が提案された。ただ、この行動実験の問題点として、対照群においても応答行動が著しく低い、という表現型が検出された。よって、Slowpokeならびにその関連因子の機能を正しく理解するためには、行動実験系の改善が必要である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の研究計画に沿って、キイロショウジョウバエのBKチャネルの、聴覚における機能解析を、行動実験を利用して進めることができた。slowpoke遺伝子に着目した解析を進めたところ、現在の行動実験系ではその機能を検出できなかったが、その関連因子において、聴覚行動発現への関与を検出できた。また、現状の実験系の問題点として、行動実験系の感度の低さが明らかになった。今後、この点を改善することで、slowpoke遺伝子が求愛歌応答に関わるのか否かを、確定できると考えている。一方でこれまでの解析により、Slowpokeタンパク質の関連因子の聴覚受容への関与が、新たに見出された。この発見は、聴感覚細胞の「電気的チューニング」の分子機構の全体像を理解する上では欠かせない知見である。以上の理由により、本研究課題は概ね順調に進展していると評価できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
まず、行動実験系の改善に取り組む。これまで使っていたキイロショウジョウバエ系統の遺伝的背景に問題がある可能性を考え、野生型個体とのバッククロスを行う。また、これまで利用していた、オス個体を用いた行動実験系に加えて、最近確立した、メス個体を用いた聴覚行動実験系も用いる。これにより、、slowpoke遺伝子が求愛歌応答に関わるのか否かを確定する。また、聴覚受容への関与が示唆されたSlowpokeタンパク質の関連因子について、キイロショウジョウバエ聴覚器での発現解析を進める。キイロショウジョウバエの遺伝子組換えを利用した系統作出法を利用して、Slowpokeタンパク質関連因子の遺伝子発現パターンでGAL4を発現するキイロショウジョウバエ系統を作出し、発現解析を進めるとともに、発現細胞だけでの機能改変を行い、求愛歌受容や周波数弁別能への影響を調べる。ショウジョウバエの聴感覚細胞群を構成する、それぞれ異なる周波数特性を持つ３種類の聴感覚細胞集団それぞれにおいて発現と機能を解析し、発現抑制における効果を解析する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
今年度、行動実験系の感度の低いという問題点が明らかになった。そのため、行動実験系の改善が必要になり、スプライシングバリアントの検出やカルシウムイメージングなど、他の解析が進展しなかった。このような状況により、分子遺伝学実験やカルシウムイメージング実験に用いるための機材や実験試薬などの購入を次年度に行うことになり、次年度使用額が生じた。
次年度には、予定していた分子遺伝学実験やカルシウムイメージング実験を開始できると考えている。
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