キイロショウジョウバエの行動を制御する脳回路の構造と機能の解析

控制果蝇行为的脑回路的结构和功能分析

基本信息

批准号：
11168237
负责人：
伊藤啓
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Okazaki National Research Institutes
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

微小といっても数万個の神経細胞を含むキイロショウジョウバエの脳で、それぞれの刺戟種の感覚細胞から側角に至る介在神経の投射経路の詳細を明らかにするために、本研究では伊藤らがドイツで作成した330系統と、日本各地の8つの研究グループによって1995〜98年度に新たに作成された4500系統にのぼるNP GAL4エンハンサートラップ系統のコレクションを用いて、脳内のさまざまな神経細胞を特異的にラベルする系統をスクリーニングしている。1998年末から本格的なスクリーニングを開始し、これらの系統にUAS-GFP遺伝子を持つ系統を掛け合わせ、頭部から解剖して取り出した脳を、固定を行わずにPBS中で迅速に共焦点蛍光顕微鏡撮影することにより、各系統がラベルする細胞群の形態を記録する作業を、1999年末までに1500系統ぶん完了した。興味深い系統については、さらに固定・透徹処理した標本を作成し、精密な共焦点連続断層撮影と三次元再構築を行っている。このスクリーニングでは、中心複合体(central complex)と呼ばれる領域を構成する各種の神経細胞をラベルする系統が、予想以上に多く見つかった。中心複合体は多種の情報を統合し、歩行制御など行動の高次調整機能に重要であるとされており、その構造に異常を生じる多くの突然変異系統が知られているが、発生過程についてこれまで詳しい解析がほとんどなされていないため、突然変異系統で中心複合体回路の構造異常が起きる分子メカニズムを調べることは困難であった。そこで、成虫脳で中心複合体をラベルする系統をスクリーニングし、後期蛹から初期蛹へとステージをさかのぼって幼虫まで幾つかの時期の脳標本を作製し、共焦点連続断続撮影・三次元再構築することにより、中心複合体の構造の形成過程と、これまで未知であった幼虫脳での中心複合体の構造について、解析を始めている。

在这项研究中，Ito 等人旨在阐明从每个受刺激物种的感觉细胞到果蝇大脑侧角的投射路线的细节，该大脑包含数以万计的微小神经元（330 个品系）。德国和日本的八个研究小组在 1995 年至 1998 年间创造了 4500 个新的 NP 菌株。使用一组 GAL4 增强子捕获线，我们正在筛选专门标记大脑中各种神经元的线。全面筛选于1998年底开始，这些菌株与携带UAS-GFP基因的菌株杂交，并使用PBS中的共焦荧光快速分析从头部解剖的大脑，而无需固定，到1999年底，它们已获得。通过显微摄影完成了 1,500 行各谱系标记细胞群形态的记录。对于感兴趣的菌株，我们还创建固定和透明的标本，并进行精确的共焦连续断层扫描和三维重建。这次筛选发现了比预期更多的线，这些线标记了构成中央复合体区域的各种类型的神经元。中央复合体整合了各种类型的信息，据说对于运动控制等行为的高阶调节功能很重要，并且已知许多结构异常的突变株，但其发育过程仍不清楚，因为详细分析很少。迄今为止，很难研究突变株中中央复杂回路发生结构异常的分子机制。因此，我们筛选了标记成虫大脑中枢复合体的菌株，制备了从蛹晚期到蛹早期几个阶段的脑标本，然后进行连续共焦成像和三维重建，从而开始分析。中央复合体结构的形成过程以及幼虫大脑中中央复合体的结构，这是以前未知的。