求愛行動パターン進化の分子神経機構

求偶行为模式演化的分子神经机制

• 批准号: 20K21412
• 负责人: 小金澤 雅之
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-07-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K21412/
• 关键词: Drosophila; fruitless; 求愛行動; 行動進化; ショウジョウバエ

ショウジョウバエ神経系の性差形成はfruitless (fru) 遺伝子が司っている。本研究は、fru遺伝子の発現制御配列の変化などによってfru発現神経回路の接続が変化することが求愛行動パターンの種特異性を生み出すと想定している。研究に先立ち、D. subobscuraのfru遺伝子の5'上流配列にGAL4遺伝子を連結した人工遺伝子（= sub-fru-GAL4）をD. melanogasterに導入したトランスジェニックハエを利用し、sub-fru-GAL4発現ニューロン群の強制活性化を行うと、D. subobscuraの求愛に特徴的な婚姻贈呈様の大きな吻伸展が誘導されることを見出し、この行動を誘起した原因ニューロン（Kissニューロン）を同定していた。本年度は、Kissニューロンの神経回路上での位置関係を明確にするために、固定状態で吻部の動きを明瞭に観察できる実験系を構築し、上流で機能していると想定されるニューロンを活性化して誘導される吻伸展が、Kissニューロンの機能阻害によって抑制されるか否かを検討した。その結果、求愛行動解発の最上位中枢であるfru発現P1ニューロンを含むdoublesex発現ニューロンの活性化で誘導される吻伸展は、Kissニューロンの阻害によって顕著に抑制されることが明らかとなった。一方、摂食行動を引き起こす末梢甘味受容ニューロンであるGr5a発現ニューロンの活性化に誘導される吻伸展はKissニューロンの阻害によって影響を受けなかった。これらの結果はKissニューロンが求愛行動に伴う吻進展の制御に特化していることを強く示唆している。さらに名古屋大・田中良弥博士との共同研究により、Kissニューロンを標識するGAL4ドライバーをD. subobscuraゲノムに挿入したトランスジェニック系統を確立し、その機能解析も継続して行った。

无果（fru）基因控制果蝇神经系统性别差异的形成。这项研究假设，由于 fru 基因表达控制序列的变化，导致表达 fru 的神经回路的连通性发生变化，从而产生求偶行为模式的物种特异性。在研究之前，我们使用了转基因果蝇，其中将人工基因（= sub-fru-GAL4）引入黑腹果蝇中，其中GAL4基因与D. subobscura的fru基因的5'上游序列连接当强制激活表达神经元组时，D.他们发现，诱导了类似于结婚礼物的大长鼻延伸，这是暗处求爱的特征，并确定了负责诱导这种行为的神经元（亲吻神经元）。今年，为了弄清楚Kiss神经元在神经回路上的位置关系，我们构建了一个实验系统，可以让我们在固定状态下清晰地观察口鼻部的运动，并研究了假设在上游起作用的神经元我们研究了是否可以通过抑制 Kiss 神经元的功能来抑制激活诱导的长鼻延伸。结果显示，通过激活表达双性的神经元（包括表达 fru 的 P1 神经元）诱导的长鼻伸展，这些神经元是求爱行为起始的顶级中心，而 Kiss 神经元的抑制显着抑制了这种作用。另一方面，表达 Gr5a 的神经元（触发进食行为的外周甜味受体神经元）激活诱导的长鼻延伸不受 Kiss 神经元抑制的影响。这些结果强烈表明接吻神经元专门控制与求爱行为相关的长鼻进展。此外，通过与名古屋大学的Yoshiya Tanaka博士合作研究，我们建立了一个转基因品系，其中标记Kiss神经元的GAL4驱动程序被插入到D. subobscura基因组中，并继续分析其功能。

项目成果

Fruitless negative interneuron contributing to the licking in Drosophila courtship

无结果的负中间神经元有助于果蝇求偶中的舔舐

• 发表时间: 2021
• 作者: Masayuki KOGANEZAWA;Takuya SUZUKI;Daisuke YAMAMOTO
• 通讯作者: Daisuke YAMAMOTO

種特異的求愛行動パターン進化の神経基盤

物种特异性求偶行为模式进化的神经基础

• 发表时间: 2020
• 作者: Deschoenmaeker Frederic;Mihara Shoko;Niwa Tatsuya;Taguchi Hideki;Wakabayashi Ken-Ichi;Toyoshima Masakazu;Shimizu Hiroshi;Hisabori Toru;小金澤雅之
• 通讯作者: 小金澤雅之

ショウジョウバエ婚姻贈呈様行動における液滴吐き戻しに関わるニューロン

参与果蝇结婚礼物样行为中液滴反流的神经元

• 发表时间: 2021
• 作者: Hiroyuki Sasanuma;Kousei Yamada;Ngo Trinh;Hisao Masai;Kosuke Yusa;小金澤雅之・鈴木拓也・山元大輔
• 通讯作者: 小金澤雅之・鈴木拓也・山元大輔

求愛時のリッキング行動に特化したショウジョウバエ脳内ニューロン

果蝇大脑神经元专门负责求爱期间的舔行为

• 发表时间: 2020
• 作者: 西村浩平;山田遼太郎;萩原伸也;岩崎理恵;打田直行;高橋宏二;嘉村巧;鳥居啓子;深川竜郎;小金澤雅之・鈴木拓也・山元大輔
• 通讯作者: 小金澤雅之・鈴木拓也・山元大輔

ショウジョウバエ求愛時の吻部制御に特化したニューロン

果蝇求偶期间专门负责长鼻控制的神经元

• 发表时间: 2021
• 作者: Tomohiro Iguchi;Sayuri Ito;Naoko Kakusho;Satoshi Yamazaki;Asami Oji;Rino Fukatsu;Ichiro Hiratani;Hiroyuki Sasanuma;Hisao Masai;小金澤雅之・鈴木拓也・山元大輔
• 通讯作者: 小金澤雅之・鈴木拓也・山元大輔