ショウジョウバエ脳形成グランドプランの分子遺伝学的解析

果蝇大脑形成宏伟计划的分子遗传学分析

• 批准号: 11152203
• 负责人: 古久保 克男
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11152203/
• 关键词: ショウジョウバエ; 脳; 遺伝子; 発生; ホメオボックス

我々はこれまでに、このショウジョウバエ脳の初期発生が、otd/Otx,ems/Emx,exd/Pbx1,hth/Meis1,eyeless/Pax6等の進化上高度に保存されたホメオボックス遺伝子により支配されていることを明らかにし、脊椎動物の脳の初期発生と共通する普遍的な分子機構の存在を示してきた。今年度は、これらの研究結果を基礎に、ショウジョウバエ脳において学習・記憶等の高次中枢構造であるキノコ体の形成機構について解析を行った。キノコ体特異的エハンサートラップ系統と共焦点顕微鏡を用いた解析により、胚発生期におけるキノコ体前駆体細胞を同定し、ショウジョウバエPax6相同遺伝子であるeyelessとtwin of eyelessが前駆細胞で発現していることをを明らかにした。また、複眼形成過程でeyelessと共に機能するdachshundの発現を確認した。突然変異体脳の遺伝学的解析により、eyelessとduchshundはキノコ体神経構造の構築にあたり協調的に機能することが明らかとなった。Pax6遺伝子は、脊椎動物脳の嗅球・嗅皮質・扁桃体等の嗅覚情報系の形成に重要な機能を持つ事が知られている。加えて、神経解剖学的な比較から、脊椎動物と無脊椎動物の味覚情報系に顕著な構造上の共通性が存在することが従来より指摘されている。ショウジョウバエキノコ体と脊椎動物脳の嗅覚中枢の形成の両者におけるPax6遺伝子の重様性は、多様な動物の脳の嗅覚・学習系の構築過程が、普遍的な遺伝子プログラムにより制御されている可能性を示唆している。

The existence of a common molecular mechanism for early development of vertebrates is demonstrated by the highly conserved evolutionary characteristics of the early development of vertebrates, such as otd/Otx,ems/Emx,exd/Pbx1,hth/Meis1,eyeless/Pax6, etc. This year, the results of this study are based on the analysis of high-level central structures such as learning and memory. The analysis of somatic cells by confocal microscopy and the identification of somatic cells at embryonic development stage are based on the analysis of somatic cells by confocal microscopy and twin of somatic cells. The formation of compound eyes and common functions are confirmed. The structure of the body and the function of the body are different. Pax6 gene, vertebrate olfactory bulb, olfactory cortex, tonsil and other olfactory information system formation of important functions to maintain knowledge In addition, the comparison of neuroanatomy, vertebrate and invertebrate taste information systems, the existence of structural commonality, and the existence of structural commonality are criticized. The importance of Pax6 genes in the formation of olfactory centers in vertebrates and animals, the construction of olfactory learning systems in diverse animals, and the possibility of controlling the development of universal olfactory centers are discussed.

项目成果

Kurusu,M.: "Genetic Control of the Development of the Mushroom Bosies, the Associative Learning Centers in the Drosophila Brain, by the eyeless,twin of eyeless and dachshund Genes"Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 97. 2140-2144 (2000)

Kurusu,M.：“通过无眼、无眼和腊肠犬基因的双胞胎对果蝇大脑中的联想学习中心蘑菇体发育的遗传控制”Proc.Natl.Acad.Sci.USA。

Nagao,T.: "Patterning Defects in the Primary Axonal Scaffolds Caused by the Mutations of the extradenticle and homothorax Genes in the Embryonic Drosophila Brain"Dev.Genes Evol.. 210(in press). (2000)

Nagao,T.：“胚胎果蝇脑中齿外和同胸基因突变引起的初级轴突支架的图案化缺陷”Dev.Genes Evol.. 210（印刷中）。