ショウジョウバエ成虫型時計細胞ネットワークの発生メカニズムと生物学的意義の解明

阐明果蝇成虫时钟细胞网络的发育机制和生物学意义

基本信息

批准号：
14J00445
负责人：
瓜生央大
金额：
$ 3.08万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

キイロショウジョウバエは、幼虫期の脳内に15個の時計細胞を持つのに対して、成虫羽化後には150個に増加する。しかし、どのようなメカニズムで時計神経が発生するのか、時計細胞ネットワークが変化する生物学的意義は解明されていない。本研究の目標は、概日時計の中枢を構成する細胞ネットワークが幼虫期から成虫期に至る発生過程、すなわち変態期においてどのように（＝時計細胞の発生を制御する分子メカニズム）獲得されるのかを解明することを目的としている。本年度は前年度までに見つけた、時計神経の発生に関わる4遺伝子に関連する他因子、を詳しく解析した。昨年度までに見つけた4遺伝子から、insulin like signaling (IlS)が時計神経の発生に関係していると考え、IlS関連遺伝子をノックダウンしたところ、成虫の時計神経の発生異常が観察された。つまり、IlSが時計神経の発生に関与していることが分かった。また、昨年度から作成したトランスジェニック系統pdf遺伝子上流-GFP個体を使って各遺伝子のノックダウン系統を解析した。その結果、これまで確認されていた各ノックダウン系統における細胞数減少はなく、細胞の存在が確認された。しかし、時計の出力因子である神経ペプチドPDFの発現や時計タンパクCLKの発現が見られないことから、時計神経の時計機能そのものが消失していることが判明した。つまり、私たちが発見した4つの因子は時計神経における時計機能の獲得に必要なものであると示唆された。

在幼虫阶段，果蝇在大脑中有15个时钟细胞，而成年微风后增加到150个。但是，改变时钟细胞网络的生物学意义尚未澄清哪些机制产生时钟神经。这项研究的目的是阐明如何在从幼体阶段到成人阶段的发育过程中获得构成昼夜节律中心的细胞网络（即变态阶段）（=控制时钟细胞发育的分子机制）。今年，我们详细分析了与上一年发现的时钟神经发展的四个基因有关的其他因素。从我们发现到去年的四个基因中，我们认为胰岛素样信号传导（ILS）参与了时钟神经的发展，当我们击倒与ILS相关的基因时，观察到成人时钟神经的异常发育。换句话说，发现ILS参与了时钟神经的发展。此外，使用上游GFP转基因线PDF基因自去年以来创建的个体分析了每个基因的敲低线。结果，到目前为止确认的每条敲低线中的细胞数量尚未减少，并且确认了细胞的存在。但是，未观察到神经肽PDF的表达是时钟输出因子或时钟蛋白CLK的表达，并且发现时钟神经的时钟功能本身已经消失。换句话说，有人建议我们发现的四个因素对于在时钟神经中获取时钟功能是必需的。