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2011 年度 実績報告書

ショウジョウバエ求愛行動をモデルとした行動進化の神経基盤の解明

公募研究

研究領域神経系の動作原理を明らかにするためのシステム分子行動学
研究課題/領域番号 23115702
研究機関東北大学

研究代表者

小金澤 雅之  東北大学, 大学院・生命科学研究科, 准教授 (10302085)

キーワード脳・神経 / 求愛行動 / ショウジョウバエ
研究概要

1.D. melanogasterを使ったfru発現神経回路の機能解析
fru発現神経神経回路に温度感受性チャンネルdTrpA1を発現し高温条件下で当該神経回路を強制的に興奮させると、雌が存在しなくとも雄型の求愛行動が誘起できる。このシステムを利用し、MARCM法によりfru発現細胞のうち少数の細胞のみ強制活性化したモザイク個体を作出し、その行動解析を行った。Kohatsu and Koganezawa et al., 2011で報告した脳内のP1,P2bと名付けられたニューロン群の他に、胸部神経節内に存在するvPR6と名付けられたニューロン群も求愛行動の解発に重要であることを見出した。
2.他種ショウジョウバエのfru遺伝子制御配列のクローニングとfru発現神経回路の解析
D. melanogasterとは異なった特徴的な求愛行動を示す同属別種のD. subobscuraを対象とした。D. subobscuraのゲノム配列は解読されていないため、他種の配列情報を元にPCRを行いfru遺伝子の5'側推定調節領域約31kbをクローニングした。この配列とGal4コード配列とを融合させ、D. melanogasterに導入することによりトランスジェニック系統(sub fru-Gal4系統)を確立した。sub fru-Gal4にドライブされたレポーター発現と抗Fru抗体によるD. melanogaster本来のFru蛋白質の発現の比較を行い、一部のsub fru-Gal4発現細胞はFru蛋白質を発現しているものの、大部分はFru蛋白質を発現していないことを明らかとした。一方でsub fru-Gal4発現細胞にdTrpA1を異所的に発現し、高温条件下でこれらの細胞群を強制活性化したところ、D. subobscura本来の求愛行動で特徴的な両羽展開や強い吻伸展が観察された。

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

D. melanogasterのfru発現神経回路の解析では、求愛行動の解発に重要な神経細胞群を新たに同定することが出来た。また、D. subobscuraを用いた実験では、fru推定調節領域のクローニングに成功し、この配列を利用したトランスジェニック系統の確立が出来た。この系統を用いて解剖学的解析および行動学的解析を行い一定の成果が得られた。

今後の研究の推進方策

D. melanogasterの求愛行動を制御する神経回路の解析では、fru遺伝子に加え、もう一つの性決定遺伝子であるdoublesexについてもその神経系での機能を解析する。また、D. subobscuraを用いた実験では、sub fru-Gal4系統を用いてdTrpA1を発現させる事による強制的行動誘起を詳しく解析する。ショウジョウバエの遺伝学的技術であるintersectional approachを採ることにより、sub fru-Gal4発現細胞をD. melanogaster本来のFru蛋白質発現細胞とそれ以外の細胞に分けて解析をする。さらにモザイク法を併用することにより、誘起出来たD. subobscura様の行動の原因となっているニューロン群を同定する。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] An untranslated RNA sequence encoded in the putative regulatory regionof fruitless, a major courtship regulator gene of Drosophila2012

    • 著者名/発表者名
      Takayanagi S, Toba G, Koganezawa M, Lukacsovich T, Yamamoto D
    • 雑誌名

      Intern.J.Biol

      巻: 4 ページ: 20-26

    • DOI

      10.5539/ijb.v4n1p20

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sexually dimorphic shaping of interneuron dendrites involves the Hunchback transcription factor2012

    • 著者名/発表者名
      Goto, J., Mikawa, Y., Koganezawa, M., Ito, H., Yamamoto, D
    • 雑誌名

      J.Neurosci.

      巻: 31 ページ: 5454-5459

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.4861-10.2011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 同定介在ニューロンP1の強制活性化による雄の性行動の解発とP1のフェロモン応答性2011

    • 著者名/発表者名
      古波津創, 小金澤雅之, 山元大輔
    • 雑誌名

      Aroma Research

      巻: 46 ページ: 139

  • [学会発表] longitudinals lacking cooperates with fruitless in generating sexual differences in neuronal structures and behavior2012

    • 著者名/発表者名
      Sato K, Toba G, Ito H, Koganezawa M, Yamamoto D
    • 学会等名
      53rd Drosophila Annual Conference
    • 発表場所
      Sheraton Chicago Hotel & Towers. Chicago, U.S.A.
    • 年月日
      20120307-20120311
  • [学会発表] Subsets of brain neurons required for fully acquiring sexual receptivity in females as determined by behavioral MARCM for spinster gene functions2011

    • 著者名/発表者名
      Sakurai A, Koganezawa M, Yamamoto D
    • 学会等名
      2011 Neurobiology of Drosophila meeting
    • 発表場所
      Cold Spring Harbor LaboratoryNew York, U.S.A.
    • 年月日
      20111003-20111007
  • [学会発表] ショウジョウバエ求愛行動を解発するfruitless発現神経回路2011

    • 著者名/発表者名
      小金澤雅之, 山元大輔
    • 学会等名
      日本動物学会第82回大会
    • 発表場所
      旭川市大雪クリスタルホール
    • 年月日
      20110921-20110923
  • [学会発表] ショウジョウバエ成虫脳における性決定因子doublesex発現ニューロン群に見られる性差2011

    • 著者名/発表者名
      木村賢一, 小金澤雅之, 佐藤千晶, 山元大輔
    • 学会等名
      日本動物学会第82回大会
    • 発表場所
      旭川市大雪クリスタルホール
    • 年月日
      20110921-20110923
  • [学会発表] Male courtship behavior triggered by the artificial activation of doublesex-expressing neurons2011

    • 著者名/発表者名
      Koganezawa M, Yamamoto D
    • 学会等名
      第34回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      20110914-20110917
  • [学会発表] Identifying subsets of brain neurons that affect female sexual receptivity in Drosophila2011

    • 著者名/発表者名
      Sakurai A, Koganezawa M, Yamamoto D
    • 学会等名
      第34回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      20110914-20110917
  • [学会発表] fruitless and longitudinals lacking cooperate to generate the brain sexual differences that govern male courtship behavior in Drosophila2011

    • 著者名/発表者名
      Sato K, Toba G, Koganezawa M, Yamamoto D
    • 学会等名
      第34回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      20110914-20110917
  • [学会発表] The neural circuitry contributing to male courtship behavior of Drosophila2011

    • 著者名/発表者名
      Koganezawa, M.
    • 学会等名
      8th International Congress of Comparative Physiology and Biochemistry
    • 発表場所
      Nagoya Congress Center
    • 年月日
      20110601-20110605
  • [学会発表] Animal behavior as a complex adaptive system2011

    • 著者名/発表者名
      Shimada, I., Koganezawa, M.
    • 学会等名
      8th International Congress of Comparative Physiology and Biochemistry
    • 発表場所
      Nagoya Congress Center
    • 年月日
      20110601-20110605
  • [学会発表] ショウジョウバエ求愛歌のパターンを決める司令ニューロン2011

    • 著者名/発表者名
      小金澤雅之, 山元大輔
    • 学会等名
      平成23年度日本動物学会東北支部大会
    • 発表場所
      弘前大学農学生命科学部
    • 年月日
      2011-07-30

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公開日: 2013-06-26  

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