ショウジョウバエの生殖休眠を制御する神経-内分泌メカニズムの追究

探索控制果蝇生殖滞育的神经内分泌机制

基本信息

批准号：
21J20365
负责人：
黒木祥友
金额：
$ 0.51万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

休眠は、生存に不利な環境下でエネルギー消費を減らすため、発生や生殖を抑制する生存戦略である。休眠は多くの動物で知られており、一部の昆虫では卵巣などの生殖器官を著しく縮退させる生殖休眠が見られる。生殖休眠の制御に重要な因子が、アラタ体という内分泌器官で産生されるホルモンである。生殖休眠を行う昆虫では、短日条件や低温などの休眠刺激をアラタ体に伝え、ホルモンの動態を制御することで休眠を開始することが知られている。申請者はこれまでに、キイロショウジョウバエにおいて休眠条件下でホルモン生合成を調節するアラタ体直接投射神経を発見した。また申請者は、この神経が概日リズムを感知する時計神経に制御されることを示唆する結果を得ていた。そこで本研究では、「時計神経による休眠刺激の受容-アラタ体への神経情報伝達-アラタ体内部でのホルモン生合成制御」という一連の経路の解明を目指した。ショウジョウバエの脳内の時計神経は約150個の細胞により構成されており、脳側方に位置する4グループと脳背方に位置する3グループに分けられる。これらの時計神経がアラタ体直接投射神経を制御しうるのか確認するために、ショウジョウバエ成虫脳のコネクトームデータベースを使用した。このデータは、電子顕微鏡写真から得られた神経連絡の情報がまとめられており、任意の神経に投射する神経を検索可能である。この結果、既知の時計神経がアラタ体直接投射神経と神経連絡を持つことが示された。さらに、トランスジェニック系統を用いた実験により、アラタ体直接投射神経において時計神経から分泌される神経分泌因子の受容体が発現していることが示唆された。また、申請者はアラタ体のex vivoイメージング系の確立を行い、cAMPレベルの変化を捉えることに成功した。この系を用いることで、アラタ体直接投射神経から分泌される神経分泌因子がアラタ体で受け取られることを示した。

休眠是一种在不利于生存的环境中抑制发育和繁殖以减少能量消耗的生存策略。许多动物都存在滞育，一些昆虫表现出生殖滞育，这会导致卵巢等生殖器官显着萎缩。控制生殖滞育的一个重要因素是在称为身体Allata的内分泌器官中产生的激素。在经历生殖滞育的昆虫中，众所周知，滞育是通过将短日照条件和低温等滞育刺激传递到翼体并控制激素动态来启动的。申请人此前已发现黑腹果蝇的新体有直接投射神经，可调节静息条件下的激素生物合成。申请人还获得的结果表明该神经是由感知昼夜节律的时钟神经控制的。因此，在这项研究中，我们的目的是阐明一系列途径：“时钟神经接收静息刺激，将神经信息传输到身体阿拉塔，以及控制身体阿拉塔内的激素生物合成。”果蝇大脑中的时钟神经由大约 150 个细胞组成，分为位于大脑两侧的四组和位于大脑背面的三组。为了确认这些时钟神经元是否可以直接控制新体投射神经元，我们使用了成年果蝇大脑的连接组数据库。该数据是从电子显微照片中获得的神经连接信息的汇编，并且可以搜索投射到任何神经的神经。结果表明，已知的时钟神经与新体直接投射神经有神经联系。此外，使用转基因系的实验表明，时钟神经分泌的神经分泌因子的受体在新体直接投射神经中表达。申请人还建立了Arata体的离体成像系统，并成功捕获了cAMP水平的变化。通过使用该系统，我们表明，阿拉塔体的投射神经直接分泌的神经分泌因子被阿拉塔体接收。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

キイロショウジョウバエの生殖休眠を制御する内分泌器官直接投射神経の機能解析

果蝇内分泌器官直射神经控制生殖滞育的功能分析

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
黒木祥友;井村英輔;星野涼;水野陽介;Marcela Nouzova;松山茂;溝口明;近藤周;谷本拓;Fernando G. Noriega;丹羽隆介
通讯作者：
丹羽隆介

Florida International University(米国)

佛罗里达国际大学（美国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

The corpus allatum-projecting neurons regulate reproductive dormancy via suppression of juvenile hormone biosynthesis in Drosophila melanogaster.

黑腹体投射神经元通过抑制果蝇的保幼激素生物合成来调节生殖休眠。

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yoshitomo Kurogi;Eisuke Imura;Ryo Hoshino;Yosuke Mizuno;Marcela Nouzova;Shigeru Matsuyama;Akira Mizoguchi;Shu Kondo;Hiromu Tanimoto;Fernando G. Noriega;and Ryusuke Niwa
通讯作者：
and Ryusuke Niwa

Neuroendocrine Regulation of Reproductive Dormancy in the Fruit Fly Drosophila melanogaster: A Review of Juvenile Hormone-Dependent Regulation