New Aspects of Sleep-Wake Regulation of Drosophila

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睡眠は、身近な現象だが、現在でも謎が多い。本研究課題は、種を超えて進化的に保存されている睡眠という生命現象の制御機構と生理的意義の解明を目指して、研究代表者が20年前からパイオニアとして世界をリードしてきたショウジョウバエをモデル生物とする睡眠研究を継続的に発展させるものである。ショウジョウバエは、100年以上にわたり遺伝学のモデル生物して使われ、概日周期行動の分子機構の解明などに用いられるが、睡眠の制御遺伝子も哺乳類と共通するものが多い。今期の研究では、[1]覚醒の制御回路、[2]覚醒と概日周期との関係、[3]覚醒と睡眠の恒常性の関係に焦点をあてた研究を進めている。2022年度は、本課題の２年目にあたり、昨年度から継続して発展させた研究の成果を、以下の内容の３報の論文として発表した。１．昨年度に解明したT1ドーパミン神経回路の出力先が覚醒制御を行う中心複合体の扇状体からの出力回路に解剖学的にも機能的にも接続することを証明して、新規の覚醒制御回路の全体像を確立させた。２．概日周期制御を行う時計細胞に発現するインスリン受容体のシグナルが、睡眠制御に加えて、概日周期の振幅と周期長を調節することを解明した。３．哺乳類で睡眠欲求指標リン酸化タンパク質と命名された遺伝子群のショウジョウバエの相同遺伝子52個の機能スクリーニングにより発見した新規の睡眠関連遺伝子rgdBがキノコ体を介して睡眠覚醒制御を行うことを解明した。さらに、この遺伝子以外にも、複数の新規睡眠関連遺伝子について、詳細な機能解析を進めた。特に睡眠の恒常性に関与すると考えられる遺伝子について、学会で発表した。今後、睡眠制御回路と関連する遺伝子機能の解明を続ける。