性行動を制御する神経回路の性的二型を作るメカニズムの網羅的解析

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ショウジョウバエの雄の性行動を制御する脳の神経回路は約60種類のfruitless (fru)発現ニューロンで構成され、その中の約20種類では神経突起の形、細胞数に性的二型が見られる。Fru蛋白質は雄のfru発現ニューロンのみに発現しニューロンを雄化する。本研究の目的は転写因子Fruの標的となる遺伝子を網羅的に同定し、その遺伝子が脳の性差形成、及び雄の性行動を制御する仕組みを明らかにすることにある。そこで現在、私は以下のforward genetic、reverse genetic解析法を用いてFru標的遺伝子の同定を行っている。1. [forward genetic解析] 脳の性差を詳細に調べるためには、脳の左右両半球のニューロンを別波長の蛍光を用いて高効率で可視化する必要がある。そこで、脳の特定ニューロンを蛍光で可視化するintersection、左右両半球のニューロンを別波長の蛍光で可視化するdBrainbow、さらに可視化されたニューロンの特定遺伝子の発現を抑制するノックダウンの３つを同時に実行出来る系統（intersection-dBrainbow-ノックダウンコンビネーション系統）を新たに作成した。この系統を用い複数のFru標的候補遺伝子について調べた結果、新たに細胞接着因子の一つFaint sausage (Fas)が脳の性差形成に関与することを明らかにした。2. [reverse genetic解析] ショウジョウバエ脳のニューロン約10万個のうちfru発現ニューロンの割合は約2%である。成虫の脳の性差形成に関わる遺伝子を生化学的に同定するには、この約2%のニューロンで成虫の脳が作られる蛹期に性特異的に発現量が変化している遺伝子を同定する必要がある。この目的のためリボゾーム蛋白質RpL10Ab、RNAポリメラーゼII 215kdサブユニットを用いて特定ニューロンの遺伝子発現量をモニター可能なシステムを作成している。