求愛行動パターン進化の分子神経機構

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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。