行動の種差を規定するゲノム・遺伝子相関の解明

2015 年度 実績報告書

• 研究領域: ゲノム・遺伝子相関：新しい遺伝学分野の創成
• 研究課題/領域番号: 26113702
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 山元 大輔 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (50318812)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 神経突起形成 / 転写因子 / ショウジョウバエ / fruitless / 求愛行動 / 性的二型 / 転写標的 / 分化

研究実績の概要

同種の雌雄は、次世代への遺伝情報の継承にあたって、協調的であると同時に対立的でもある。雌雄の行動上での駆け引きの背後には、神経ネットワークレベルでの雌雄差があり、その神経の性的二型はまた、遺伝子発現の性差に根差す。行動と神経の性差に対して最も大きな効果を有すると思われるのは、ショウジョウバエのfruitless (fru)遺伝子である。fru mRNAは雄の神経系でのみ翻訳されてFruタンパク質を生成する。Fruタンパク質はヒストン脱アセチル化酵素のHDAC1やヘテロクロマチンタンパク質1aと複合体を形成して染色体の標的部位に結合し、クロマチン修飾を介して一連の標的遺伝子群の転写を雄型の状態にすると考えられる。しかしこれまで、Fruの標的遺伝子は同定されていない。我々はとりわけ顕著な性的二型を示すmAL介在ニューロンに着目し、雄特異的突起の有無がrobo1遺伝子の機能に依存することを見出した。さらにゲルシフトアッセイ、レポーターアッセイによってrobo1遺伝子制御領域内にFru結合配列を同定し、robo1がFruの直接の標的であることを立証した。さらにrobo1遺伝子制御領域のFru結合配列だけを欠失した変異を作り出し、その変異体雄に固有の求愛行動の異常を見出した。この行動異常は、mAL特異的にrobo1をノックダウンすることで救済された。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Clustered regulatory interspaced short palindromic repeats (CRISPR)-mediated mutagenesis and phenotype rescue by piggyBac transgenesis in a nonmodel Drosophila species. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, R., Murakami, H., Ote, M. and Yamamoto, D.
  • 雑誌名: Insect Mol. Biol. 巻: 25 ページ: 12232
  • DOI: 10.1111/imb.12232
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Requirement of the Tec family tyrosine kinase Btk29A for courtship memory in Drosophila males. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sunouchi, K. Koganezawa, M. and Yamamoto, D.
  • 雑誌名: Arch. Insect Biochem. Physiol. 巻: 91 ページ: 165-174
  • DOI: 10.1002/arch.21316
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Zeste tunes the timing of ecdysone actions in triggering programmed tissue degeneration in Drosophila (2015)
  • 著者名/発表者名: Goto, T., Sato, K., Sone, H., Koganezawa, M., Ito, H. and Yamamoto, D.
  • 雑誌名: J. Neurogenet. 巻: 29 ページ: 169-173
  • DOI: 10.3109/01677063.2015.1098638
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The Dmca1D channel mediates Ca2+ inward currents in Drosophila embryonic muscles (2015)
  • 著者名/発表者名: Hara, Y., Koganezawa, M. and Yamamoto, D.
  • 雑誌名: J. Neurogenet. 巻: 29 ページ: 117-123
  • DOI: 10.3109/01677063.2015.1054991
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Drosophila ovipositor extension in mating behavior and egg deposition involves distinct sets of brain interneurons (2015)
  • 著者名/発表者名: Kimura, K.-i., Sato, C., Koganezawa, M. and Yamamoto, D.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 10 ページ: e0126445
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0126445
• [雑誌論文] フェロモンと性行動--ハエとヒトは同じか― (2015)
  • 著者名/発表者名: 山元大輔
  • 雑誌名: Aroma Research 巻: 16 ページ: 271-275
• [学会発表] Searching for ppk-expressing neurons that control female receptivity (2016)
  • 著者名/発表者名: Miwa, Y., Koganezawa, M., Emoto, K., Yamamoto, D.
  • 学会等名: 第60回日本応用動物昆虫学会大会
  • 発表場所: 大阪市立大学、堺、大阪
  • 年月日: 2016-03-26 – 2016-03-29
• [学会発表] An analysis of a role of visual cues in the courtship induction in Drosophila subobscura. (2016)
  • 著者名/発表者名: Higuchi, T., Kohatsu, S., Yamamoto, D.
  • 学会等名: 第60回日本応用動物昆虫学会大会
  • 発表場所: 大阪市立大学、堺、大阪
  • 年月日: 2016-03-26 – 2016-03-29
• [学会発表] Drosophila subobscuraにおけるfruitless変異体の表現型解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中良弥，村上日向，大手学，山元大輔．
  • 学会等名: 平成28年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2016-03-26
• [学会発表] Brain insulin-producing cells integrate light and temperature information for diapause control in Drosophila (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, D.
  • 学会等名: Invertebrate Neuropeptide Conference
  • 発表場所: Solar do Rosario Hotel, Auro Preto, Brazil
  • 年月日: 2016-02-14 – 2016-02-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 行動の種間差を生み出すメカニズムを探る～ショウジョウバエの求愛行動を用いた試み～ (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中良弥,村上 日向,大手 学,山元 大輔.
  • 学会等名: 第3回生態進化発生コロキウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-12-28
• [学会発表] 行動の種差を規定するゲノム・遺伝子相関の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山元大輔
  • 学会等名: 平成２７年度新学術領域「ゲノム・遺伝子相関」班会議
  • 発表場所: 東京大学 弥生講堂, 東京
  • 年月日: 2015-12-20 – 2015-12-23
• [学会発表] ショウジョウバエの求愛と攻撃を切り替える神経機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小金澤雅之
  • 学会等名: 新学術領域「適応回路シフト」第2回領域会議
  • 発表場所: 東京医科歯科大学, 東京
  • 年月日: 2015-12-16 – 2015-12-17
• [学会発表] Genes and circuits for male courtship behavior in Drosophila (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, D.
  • 学会等名: EMBO Conference “Neural Development
  • 発表場所: Academia Sinica, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2015-12-04 – 2015-12-08
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Analysis of Sxl functions in germ stem cells in Drosohpila (2015)
  • 著者名/発表者名: Okano, S. Ote, M. Yamamoto, D.
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会第88回日本生化学大会合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド, 兵庫
  • 年月日: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [学会発表] ロイシン添加によるオートファジー不全を改善するメカニズムとSpin1との関連 (2015)
  • 著者名/発表者名: 柳澤比呂子, 石井智裕, 河上江美子, 遠藤堅太郎, 平岡由佳, 上野隆, 山元大輔, 小松雅明, 渡部和彦
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会第88回日本生化学大会合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド, 兵庫
  • 年月日: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [学会発表] Searching for fru-target genes that regulate the development of sexual dimorphisms in Drosophila central neurons (2015)
  • 著者名/発表者名: Ito, H. Sato, K. Kondo, S. Ueda, R. Yamamoto, D.
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会第88回日本生化学大会合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド, 兵庫
  • 年月日: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [学会発表] The neural basis for experience-dependent modifications of male courtship in Drosophila (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, D., Kohatsu, S.
  • 学会等名: NTNU-Tohoku Univ. Brain Science Meeting “Joy of Brain”
  • 発表場所: 東北大学, 宮城
  • 年月日: 2015-11-25 – 2015-11-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] GABAergic neural circuitry controlling courtship and aggression in Drosophila (2015)
  • 著者名/発表者名: Koganezawa, M., Yamamoto, D.
  • 学会等名: NTNU-Tohoku Univ. Brain Science Meeting “Joy of Brain”
  • 発表場所: 東北大学, 宮城
  • 年月日: 2015-11-25 – 2015-11-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Sex-specific cleavage of lola specifies sex-specific neurite structures in Drosohila (2015)
  • 著者名/発表者名: Sato, K., Ito, H., Koganezawa, M., Toba, G., Yamamoto, D.
  • 学会等名: NTNU-Tohoku Univ. Brain Science Meeting “Joy of Brain”
  • 発表場所: 東北大学, 宮城
  • 年月日: 2015-11-25 – 2015-11-27
  • 国際学会
• [学会発表] earching for fru-target genes that regulate the development of sexual dimorphisms in Drosophila central neurons (2015)
  • 著者名/発表者名: Ito, H. Sato, K. Kondo, S. Ueda, R. Yamamoto, D.
  • 学会等名: NTNU-Tohoku Univ. Brain Science Meeting “Joy of Brain”
  • 発表場所: 東北大学, 宮城
  • 年月日: 2015-11-25 – 2015-11-27
  • 国際学会
• [学会発表] Neural correlates of vision-dependent courtship following revealed by in vivo caicium imaging in Drosophila (2015)
  • 著者名/発表者名: Kohatsu, S. Yamamoto, D.
  • 学会等名: NTNU-Tohoku Univ. Brain Science Meeting “Joy of Brain”
  • 発表場所: 東北大学, 宮城
  • 年月日: 2015-11-25 – 2015-11-27
  • 国際学会
• [学会発表] A possible role of cell-cell interactions in the sex-specific neurite patterning in Drosohiila central neurons (2015)
  • 著者名/発表者名: Kato, T., Sato, K., Yamamoto, D.
  • 学会等名: NTNU-Tohoku Univ. Brain Science Meeting “Joy of Brain”
  • 発表場所: 東北大学, 宮城
  • 年月日: 2015-11-25 – 2015-11-27
  • 国際学会
• [学会発表] Doublesex expressing neurons that contribute to copulation in Drosophila (2015)
  • 著者名/発表者名: Yilmazer, Y. Koganezawa, M. Yamamoto, D.
  • 学会等名: NTNU-Tohoku Univ. Brain Science Meeting “Joy of Brain”
  • 発表場所: 東北大学, 宮城
  • 年月日: 2015-11-25 – 2015-11-27
  • 国際学会
• [学会発表] DTRF2 acts as a co-factor of fruitless, a major neural masculinizing parameter in Drosophila (2015)
  • 著者名/発表者名: Chowdhury, Z., Sato, K., Yamamoto, D.
  • 学会等名: NTNU-Tohoku Univ. Brain Science Meeting “Joy of Brain”
  • 発表場所: 東北大学, 宮城
  • 年月日: 2015-11-25 – 2015-11-27
  • 国際学会
• [学会発表] elect ppk-expressing neurons control female sexual receptivity in Drosophila (2015)
  • 著者名/発表者名: Miwa, Y., Koganezawa, M., Emoto, K., Yamamoto, D.
  • 学会等名: NTNU-Tohoku Univ. Brain Science Meeting “Joy of Brain”
  • 発表場所: 東北大学, 宮城
  • 年月日: 2015-11-25 – 2015-11-27
  • 国際学会
• [学会発表] nalysis of visual behavior that constitutes the courtship ritual in Drosohpila subobscura (2015)
  • 著者名/発表者名: Higuchi, T., Kohatsu, S., Yamamoto, D.
  • 学会等名: NTNU-Tohoku Univ. Brain Science Meeting “Joy of Brain”
  • 発表場所: 東北大学, 宮城
  • 年月日: 2015-11-25 – 2015-11-27
  • 国際学会
• [学会発表] Effects of social experience on inter-male courtship in Drosophila fruitless mutants (2015)
  • 著者名/発表者名: Takei, T., Koganezawa, M., Yamamoto, D.
  • 学会等名: NTNU-Tohoku Univ. Brain Science Meeting “Joy of Brain”
  • 発表場所: 東北大学, 宮城
  • 年月日: 2015-11-25 – 2015-11-27
  • 国際学会
• [学会発表] Male-specific transcription factor Fruitless non-transcriptionally suppresses proteolytic cleavage of a Lola isoform to generate sexual differences in neuronal structures and behavior of Drosophila (2015)
  • 著者名/発表者名: Sato, K. Ito, H. Koganezawa, M. and Yamamoto, D.
  • 学会等名: Neurobiology of Drosophila Meeting at Cold Spring Harbor Laboratory, USA
  • 発表場所: Cold Spring Harbor Laboratory, USA
  • 年月日: 2015-09-29 – 2015-10-03
  • 国際学会
• [学会発表] ショウジョウバエの脳の性を決める分子機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 伊藤弘樹
  • 学会等名: 日本遺伝学会第87回大会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス, 宮城
  • 年月日: 2015-09-24 – 2015-09-26
  • 招待講演
• [学会発表] ショウジョウバエ雄の求愛行動を生み出す中枢神経活動のin vivo光学計測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 古波津創, 山元大輔.
  • 学会等名: 日本遺伝学会第87回大会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス, 宮城
  • 年月日: 2015-09-24 – 2015-09-26
  • 招待講演
• [学会発表] 非モデル種Drosophila subobscuraでのCRISPR-Cas9による変異誘発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 村上日向. 田中良弥. 伊藤弘樹. 山元大輔.
  • 学会等名: 日本遺伝学会第87回大会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス, 宮城
  • 年月日: 2015-09-24 – 2015-09-26
• [学会発表] hat are Fruitless proteins really doing for LOVEly fruit flies? (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, D.
  • 学会等名: Seminars at Department of Physiology, Anatomy and Genetics Oxford University.
  • 発表場所: Univerisity of Oxford, UK
  • 年月日: 2015-09-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ショウジョウバエの求愛と攻撃を解発する脳内fru/dsx発現ニューロン (2015)
  • 著者名/発表者名: 小金澤雅之, 山元大輔.
  • 学会等名: 第86回日本動物学会
  • 発表場所: 新潟コンベンションセンター, 新潟
  • 年月日: 2015-09-16 – 2015-09-19
• [学会発表] 求愛行動を規定する遺伝と環境―ショウジョウバエの場合 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山元大輔
  • 学会等名: 第1042回生物科学セミナー
  • 発表場所: 東京大学 理学部2号館講堂. 東京
  • 年月日: 2015-09-04 – 2015-09-04
• [学会発表] 生細菌Wolbachiaによる宿主の生殖細胞操作 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大手学,山元大輔
  • 学会等名: 第4回新学術領域配偶子制御領域会議
  • 発表場所: 東京農業大学
  • 年月日: 2015-09-02 – 2015-09-04
• [学会発表] A new experimental paradigm for the study of visually incuced courtship behavior in Drosophila species (2015)
  • 著者名/発表者名: Higuchi, T. Kohatsu, S. and Yamamoto, D.
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場, 兵庫
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [学会発表] Nature vs. nurture in Drosophila courtship (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, D.
  • 学会等名: EMBO-Kavli Workshop on Neural Circuits and Behaviour of Drosophila
  • 発表場所: Kolymbari, Crete, Greece
  • 年月日: 2015-07-05 – 2015-07-10
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Nature vs. Nurture in fly courtship (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, D.
  • 学会等名: International Symposium of Correlative Gene System. Nara
  • 発表場所: Nara Prefectural New Publi Hall. Nara
  • 年月日: 2015-05-28 – 2015-05-29
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 性行動の神経機構―ショウジョウバエに問う”遺伝と環境” (2015)
  • 著者名/発表者名: 山元大輔
  • 学会等名: 第79回日本生化学会中部支部例会・シンポジウム
  • 発表場所: 信州大学 松本キャンパス 旭総合研究棟
  • 年月日: 2015-05-23
  • 招待講演
• [学会発表] Possible involvement of neuropeptide-expressing neurons in the regulation of female receptivity (2015)
  • 著者名/発表者名: Miwa, Y., Koganezawa, M., Emoto, K., Yamamoto, D.
  • 学会等名: The 3rd Asia-Pacific Drosophila Research Conference.
  • 発表場所: Beijing Conference Center, China
  • 年月日: 2015-05-11 – 2015-05-14
  • 国際学会
• [学会発表] Studies on visually induced courtship behavior in Drosophila species by a newly established tethered male preparation (2015)
  • 著者名/発表者名: Higuchi, T. Kohatsu, S. Yamamoto, D.
  • 学会等名: The 3rd Asia-Pacific Drosophila Research Conference.
  • 発表場所: Beijing Conference Center, China
  • 年月日: 2015-05-11 – 2015-05-14
  • 国際学会