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。

休眠是一种生存策略，可抑制发展和繁殖，以减少不利于生存的环境的能源消耗。休眠在许多动物中是已知的，有些昆虫经历了生殖休眠，可显着退化生殖器官，例如卵巢。控制生殖休眠状态的一个重要因素是在称为Arata体的内分泌器官中产生的激素。在执行生殖休眠状态的昆虫中，众所周知，它们将休眠刺激（例如短期条件和低温传递到Arata体内），并控制激素动力学以启动休眠。申请人以前已经发现了Arata体直接投射神经，这些神经在果蝇中休眠条件下调节激素生物合成。申请人还获得了结果，表明这种神经是由感知昼夜节律的时钟神经控制的。因此，这项研究旨在阐明一系列途径：“时钟神经对休眠刺激的接收 - 将神经信息传播到Arata体 - Arata体内激素生物合成的调节”。果蝇大脑中的时钟神经由大约150个细胞组成，可以分为四组位于大脑的侧面，三组位于大脑的背侧。为了确定这些时钟神经是否可以控制Arata身体直接投影神经，我们使用了果蝇成年大脑的连接组数据库。该数据总结了有关从电子显微照片获得的神经通信的信息，从而可以搜索投射到任何神经上的神经。这表明已知的时钟神经是与Arata体直接投射神经的神经通信。此外，使用转基因线的实验表明，时钟神经分泌的神经分泌因子的受体在Arata体直接投射神经中表达。申请人还为Arata建立了一个离体成像系统，并设法捕获了营地水平的变化。使用该系统，表明在Arata体内收到了直接从Arata体中分泌的神经分泌因子。

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