ショウジョウバエの聴覚行動を制御する神経回路基盤の解明

• Project Area: Systems molecular ethology to understand the operating principle of the nervous system
• Project/Area Number: 21115515
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Tokyo University of Pharmacy and Life Science
• Principal Investigator: 上川内 あづさ 東京薬科大学, 生命科学部, 助教 (00525264)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2010: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2009: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
• Keywords: 二次聴覚神経 / 神経回路 / ショウジョウバエ / 脳 / 聴覚 / 求愛歌 / 聴覚神経

Research Abstract

特定の二次聴覚神経の遮断を行った個体を用いた行動実験を行うため、まずは条件検討を行った。神経伝達を阻害する蛋白質であるShi^<ts1>、テタヌス毒素、内向き整流カリウムチャネルを時期特異的に二次聴覚神経AMMC-B1に発現させ、雌雄間の配偶行動が音により促進される効果を解析した。その結果、本行動実験においては、テタヌス毒素が最も効率的に阻害効果を示すことが判明した。よって今後の解析においては、テタヌス毒素を用いて神経伝達阻害を行う。また、ショウジョウバエの配偶行動を活性化するために重要な音要素を体系的に同定するため、求愛歌音の改変を行った。求愛歌を構成するパルスソングやサインソング、といった種に特徴的な音要素の波形、パルス波どうしの間隔の周期的な振動パターンを改変した人工音を作成した。野生型個体を用いて、これら人工音が雌雄の配偶行動を活性化する度合いを定量化した結果、パルス波どうしの適正な間隔が,雌雄の配偶行動活性化に必要であることが判明した。以上,本年度の成果により、特定の二次聴覚経路の遮断効果を行動レベルで解析するための基礎データを得ることができた。今後はこの知見を利用し、それぞれの二次聴覚神経が形成する神経経路で行われる処理様式や機能の解明に取り組む予定である。

Research Products

• [Journal Article] Transcuticular optical imaging of stimulus-evoked neural activities in the Drosophila PNS. (2010)
  • Author(s): Kamikouchi A, Wiek R, Effertz T, Gopfert MC, Fiala A.
  • Journal Title: Nat Protocols Volume: 5 Pages: 1229-1235
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ショウジョウバエの音と重力の受容システムの解明Analysis of the Drosophila gravity- and sound-sensing systems (2010)
  • Author(s): 上川内あづさ、伊藤啓
  • Journal Title: 生物物理 Volume: 50 Pages: 282-285
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mechanical feedback amplification in Drosophila hearing is independent of synaptic transmission. (2010)
  • Author(s): Kamikouchi A, Albert JT, Gopfert MC.
  • Journal Title: Eur J Neurosci 31 Pages: 697-703
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Methods for quantifying simple gravity sensing in Drosophila melanogaster. (2010)
  • Author(s): Inagaki HK, Kamikouchi A, Ito K.
  • Journal Title: Nat Protocols 5 Pages: 20-25
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Protocol for quantifying sound-sensing ability of Drosophila melanogaster. (2010)
  • Author(s): Inagaki HK, Kamikouchi A, Ito K.
  • Journal Title: Nat Protocols 5 Pages: 26-30
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 解剖学・生理学・行動学の統合的解析モデルとしてのショウジョウバエを利用した音・重力・風情報の脳内処理機構の解明 (2009)
  • Author(s): 上川内あづさ、稲垣秀彦、萬涼子、伊藤啓
  • Journal Title: 蛋白質核酸酵素 54(14) Pages: 1817-1826
• [Journal Article] ショウジョウバエにおける音、重力、風検知の神経基盤 (2009)
  • Author(s): 上川内あづさ、稲垣秀彦、伊藤啓
  • Journal Title: 実験医学 27(13) Pages: 2105-2108
• [Presentation] Identification of neurons that project to the secondary auditory center in the Drosophila brain. (2010)
  • Author(s): Seki H, Uchida A, Ito K, Miyakawa H, Morimoto T, Kamikouchi A.
  • Organizer: 第33回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸コンベンションセンター(兵庫県)
  • Year and Date: 2010-09-02
• [Presentation] Anatomy and function of the secondary auditory neurons AMMC-B1 in the fruit fly brain. (2010)
  • Author(s): Kamikouchi A, Hikita K, Mizuno H, Sato R, Miyakawa H, Ito K, Morimoto T.
  • Organizer: 第33回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸コンベンションセンター(兵庫県)
  • Year and Date: 2010-09-02
• [Presentation] ショウジョウバエにおける音,重力,風検知の神経基盤 (2010)
  • Author(s): 上川内あづさ、稲垣秀彦、Gopfert MC、宮川博義、森本高子、伊藤啓
  • Organizer: 第115回日本解剖学会総会
  • Place of Presentation: 盛岡
  • Year and Date: 2010-03-28
• [Presentation] Systematic identification of higher-order auditory neurons in a fruitfly brain. (2010)
  • Author(s): Kamikouchi A, Hikita K, Seki H, Uchida A, Sato R, Ito K, Miyakawa H, Morimoto T.
  • Organizer: 国際バイオリソースシンポジウム「ショウジョウバエ」
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2010-03-17
• [Presentation] The neural pathway for hearing and gravity-sensing in Drosophila. (2009)
  • Author(s): Kamikouchi A, Ito K, Miyakawa H, Morimoto T.
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2009-12-09
• [Presentation] Systematic screening of higher-order auditory neurons in the fruitfly brain. (2009)
  • Author(s): Kamikouchi A, Hikita K, Seki H Uchida A, Ito K, Miyakawa H, Morimoto T.
  • Organizer: CSH meeting "NEUROBIOLOGY OF DROSOPHILA"
  • Place of Presentation: ニユーヨーク
  • Year and Date: 2009-10-01
• [Presentation] The neural circuits of Drosophila gravity sensing and hearing (2009)
  • Author(s): 上川内あづさ、稲垣秀彦、Effertz T, Fiala A, 伊藤啓, Gopfert MC.
  • Organizer: 第32回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2009-09-17
• [Presentation] Systematic screening of higher-order auditory neurons in the Drosophila brain. (2009)
  • Author(s): Kamikouchi A, Uchida A, Seki H, Hikita K, Ito K, Miyakawa H, Morimoto T.
  • Organizer: 第9回日本ショウジョウバエ研究集会
  • Place of Presentation: 静岡
• [Book] 「分子生物学的手法を用いたショウジョウバエ聴覚系の解析」In:分子昆虫学ポストゲノムの昆虫研究(神村学ら編) (2009)
  • Author(s): 上川内あづさ
  • Total Pages: 426
  • Publisher: 共立出版
• [Remarks]
  • URL: http://www.ls.toyaku.ac.jp/Life-Science/lcn-9/KamSites/kamJP.htm
• [Remarks]
  • URL: http://www.ls.toyaku.ac.jp/Life-Science/lcn-9/KamSites/kamEN.htm