| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
平成２５年度は当初の計画に従い、ショウジョウバエ脳の約20種類の性的二型を示すニューロンのうち、その表現型、機能が最も明確に分かっている3種類のニューロン、mAL、mcAL、P1ニューロンについて、軸索誘導、細胞死、細胞周期等を制御する遺伝子の人為的な発現抑制、発現誘導を行い、上記ニューロンの性的二型への影響を調べることによってFru標的遺伝子のスクリーニングを行った。その結果、複数の軸索誘導遺伝子のノックダウンにより、メスのmALニューロンの神経突起の分岐をオスタイプに性転換できること明らかにした。したがって、これら遺伝子はFru標的遺伝子の有力な候補と考えている。
さらに、軸索誘導遺伝子のひとつ、robo1遺伝子については、Fruによる発現調節、および性差形成のメカニズムを明らかにした。すなわち、robo1プロモーターにFru、およびFruと同じBTB-Zinc finger型の転写因子であるLolaQが結合後、Fru-LolaQ複合体を形成しrobo1発現を強く抑制する。その結果、mALニューロンのオスタイプの神経突起の分岐が形成されることを明らかにした。また、昆虫の変態ホルモンであるエクダイソンが体内に分泌されるピークと、mALニューロンにおいて性差が形成されるタイミングが良く一致することを報告した（Ito, H. et al., Fly, 7, 87 (2013))。
以上述べたようにFru標的遺伝子のスクリーニング、およびその発現調節メカニズムの解析は当初の予定より順調に進んでおり、現在までの達成度を(1)の「当初の計画より進展している」とした。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成２５年度のスクリーニングによってFru標的遺伝子の有力な候補と考えられた複数の軸索誘導遺伝子について、Fruが実際にその遺伝子発現を制御しているか明らかにする。さらに、昨年度中にFruが直接プロモーターに結合し遺伝子発現を抑制している事を明らかにしたrobo1に関しては、SELEX (Systematic Evolution of Ligands by EXponential enrichment) 解析、DNaseIフットプリント解析等を用いてその標的配列を同定する。
また、既に私はFruが転写共役因子Bonを介してFru-Bon-HDAC1複合体（HDAC1: 脱アセチル化酵素）、またはFru-Bon-HP1a複合体（HP1a: ヘテロクロマチン化因子）を形成し、前者が標的遺伝子に結合した場合、mALニューロンのオス化が起きること、一方、後者が結合した場合、mALニューロンのオス化が阻害されることを明らかにしている（Ito, H. et al., Cell, 149, 1327 (2012)）。さらに、昆虫の変態ホルモンであるエクダイソン分泌のピークとmALニューロンの性差が形成されるタイミングが一致することも示している（Ito, H. et al., Fly, 7, 87 (2013)）。そこで次年度は、Fru-Bon-HDAC1、Fru-Bon-HP1aの両複合体、およびエクダイソンによってrobo1遺伝子の発現がいかに調節されているか調べるため、蛹の脳の細胞を用いて発生ステージのどのタイミングに両複合体、およびEcR (Ecdysone receptor)がrobo1プロモーターに結合するかを明らかにする。そして、変態のどのタイミングで上記因子によりFru標的遺伝子群のON/OFFが制御され、脳の神経回路の性差が作りだされるのか明らかにする。
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