行動制御の性差を生み出す神経メカニズムの解明

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本研究では、動物の交尾と繁殖において重要な役割を果たす行動の性差について解析を行っている。C. elegansには雌雄同体とオスが存在し、オスは雌雄同体よりも自発的な運動量が多い。これは、雌雄同体が自家受精できるために交配相手を探す必要がないことから、餌から離れずじっとしている一方、オスは交配相手を見つけるために餌のある領域を探索するという性差が生まれることを示唆している。精子形成に異常のある変異体を用いた実験を行った結果、このような精子を作ることのできない雌雄同体は、通常の雌雄同体よりも自発的な運動量が高く、オスに近い行動を示すことが明らかになっていた。さらに、精子形成変異体はオスと交配をすると運動量は減少することを明らかにしていた。精子のない雌雄同体は繁殖にオスが必要なので探索が増加するが、交配後にはその必要がなくなり運動量が減少していると考えられる。このように精子により行動変化が起きるということは、精子により雌雄同体に何らかの変化が起きているということである。精子による遺伝子発現変化を調べるためにRNA Seq解析を行った。精子を産生できない変異体は実質的にメスである。C. elegansの近縁種のC. remaneiとC. brenneriは雌雄同体ではなく、オス―メスの種である。このような種でも同じ制御がみられるのか解析した。C. remaneiとC. brenneriのメスはC. elegansの雌雄同体よりも運動量が高かった。さらに、C. remaneiとC. brenneriのメスを同種のオスと交配させると運動量が減少することを明らかにした。この結果は、交配が必要なメスは探索行動をしており、交配で精子を手に入れると探索を減らすという適応的な行動変化を示しており、この機構が複数の種で保存されていることを明らかにした。