公募研究

小金澤 雅之(東北大学)

「ショウジョウバエ求愛行動の経験依存的指向性シフトの神経基盤の解明」

求愛や攻撃のような個体間コミュニケーションは種の維持に直結する問題である事から、それを実現する神経機構の多くは遺伝的に決定されると考えられている。我々の材料としているショウジョウバエの求愛行動も生得的であり、その実現には転写制御因子をコードするfruitlessfru)遺伝子の機能が決定的な役割を果たしている。Fruタンパク質は雄の神経系にのみ発現し、下流の遺伝子の発現を制御しニューロンの数や神経突起の構造を変化させることにより、神経回路の性差を作り出している。我々は温度感受性チャンネルdTrpA1をfru発現ニューロンに異所的に発現しニューロン活動を人為的に操作することにより、雌が存在しない条件でも雄型の求愛行動を解発することができる2つのfru発現ニューロン(P1とP2b)を同定することに成功した。これらのニューロンは求愛行動の“司令ニューロンシステム”を構成していると考えられる。この結果は遺伝的プログラムにより構築された性的二型神経回路が求愛行動を実現していることを示しており、「求愛行動は生得的である」という従来の考え方をさらに強固にする
ものであった。

その一方、興味深い現象がごく最報告された。多くのfru突然変異体の雄は、雌にも雄にも全く求愛をしないという異常を示す。しかし、これらの雄を実験前に複数個体で飼育すると雄同士の求愛行動が誘起されるようになったのである。この現象は集団飼育という経験による求愛行動の増強もしくは雄同士の攻撃行動の抑制に基づくものであると想定され、高度に生得的であると考えられてきたショウジョウバエの求愛・攻撃行動が、経験によってその出力を適応的に変えることを示している。本研究では、経験依存的な性行動の変容は、求愛や攻撃の司令ニューロンシステムの活動性の可塑的な変化に基づくという仮説を立て、その検証のために司令ニューロンの強制活性化・抑制等の神経活動操作が集団飼育という経験を代償できるか解析し、求愛・攻撃行動が経験によって可塑的に変化するという現象が、神経回路のどのレベルでの機能的適応に基づくものであるのかを明らかとすることを目指す。

 

 
最近の主要論文
1. Koganezawa, M., Kimura, K., and Yamamoto, D. (2016) The neural circuitry that functions as a switch for courtship versus aggression in Drosophila males. Current Biology 26, 1395-1403
2. Yamamoto, D. and Koganezawa, M. (2013) Genes and circuits of courtship behaviour in Drosophila males. Nature Reviews Neuroscience 14, 681-692.
3. Kohatsu, S., Koganezawa, M., and Yamamoto, D. (2011) Female contact activates male-specific interneurons that trigger stereotypic courtship behavior in Drosophila. Neuron 69, 498-508.
4. Koganezawa, M., Haba, D., Matsuo, T., and Yamamoto, D. (2010) The shaping of male courtship posture by lateralized gustatory inputs to male-specific interneurons. Curr. Biol. 20, 1-8.

投稿日:2015年12月20日