光情報を生物時計中枢へ伝達する新規な脳神経ペプチドの構造機能解析

概日リズムは光や温度などの外部刺激を振動体に伝える入力系、自発的に24時間のリズムを刻む振動体、振動体で生み出されたリズムを抹消へと伝達する入力系の3つのコンポーネントから構成されるが、昆虫概日時計において振動体へ概日リズムを伝達するような神経ペプチドは現在まで発見されていない。本研究の目的は、当研究室で発見された新規神経ペプチドであるPDFアイソフォームと、ショウジョウバエ遺伝子データベースから発見された、ホ乳類の概日時計入力系で働く神経ペプチドであるニューロメジンSのオルソログという2種類の神経ペプチドが昆虫概日時計において、入力系で作用することを証明することである。今年度はニューロメジンSと同一の配列を有し、ホ乳類概日時計において入力系で作用する神経ペプチドのニューロメジンUのショウジョウバエオルソログであるhuginの産生する2種の神経ペプチドのポリクローナル抗体を新規に作製し、免疫染色を行った。免疫染色の結果から、これらの神経ペプチドがショウジョウバエ時計ニューロンに向かって軸索を投射していることが明らかとなり、概日時計と関与している可能性が示された。また、本年度は当研究室で発見されたショウジョウバエPERIODアイソフォームのポリクローナル抗体を多数作製した。PERIODアイソフォームはショウジョウバエ概日行動の二峰性を生み出す原動力である可能性も考えられ、昆虫概日リズムの分子機構の解明のために各アイソフォーム解析は必須であると考えられる。

概日リズムは光や温度などの外部刺激を振動体に伝える入力系、自発的に24時間のリズムを刻む振動体、振動体で生み出されたリズムを抹消へと伝達する入力系の3つのコンポーネントから構成されるが、昆虫概日時計において振動体へ概日リズムを伝達するような神経ペプチドは現在まで発見されていない。本研究の目的は、当研究室で発見された新規神経ペプチドであるPDFアイソフォームと、ショウジョウバエ遺伝子データベースから発見された、ホ乳類の概日時計入力系で働く神経ペプチドであるニューロメジンSのオルソログという2種類の神経ペプチドが昆虫概日時計において、入力系で作用することを証明することである。今年度はニューロメジンSと同一の配列を有し、ホ乳類概日時計において入力系で作用する神経ペプチドのニューロメジンUのショウジョウバエオルソログであるhuginの産生する2種の神経ペプチドのポリクローナル抗体を新規に作製し、免疫染色を行った。免疫染色の結果から、これらの神経ペプチドがショウジョウバエ時計ニューロンに向かって軸索を投射していることが明らかとなり、概日時計と関与している可能性が示された。また、本年度は当研究室で発見されたショウジョウバエPERIODアイソフォームのポリクローナル抗体を多数作製した。PERIODアイソフォームはショウジョウバエ概日行動の二峰性を生み出す原動力である可能性も考えられ、昆虫概日リズムの分子機構の解明のために各アイソフォーム解析は必須であると考えられる。