ショウジョウバエの産卵行動を誘導するコマンドニューロンの同定と機能解析

诱导果蝇产卵行为的命令神经元的鉴定和功能分析

• 批准号: 14J07885
• 负责人: 原 佑介
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Tohoku University
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J07885/
• 关键词: 休眠; 産卵; ショウジョウバエ; インスリン; 神経; 内分泌; 動物生理; 電気生理; 電気生理学; 神経行動学; 遺伝学; 性行動; ニューロン; 筋肉

ショウジョウバエの雌の産卵行動は低温・短日・饑餓の条件で著しく抑制される。昨年度までの研究により、我々は脳間部に存在するインスリン様ペプチド産生細胞（IPCs）がそれら環境・栄養情報を統合し、卵巣の発育と産卵行動を制御する中枢ニューロンであることを突き止めた。本年度は産卵を抑制する上記三つの要素のうち、特に低温がIPCsの電気的特性に与える影響を解析した。IPCsは-55mV付近に静止膜電位を持ち、通常室温（24℃）では自発的発火は起こらない。しかし、IPCsを産卵が強く抑制される低温（11℃）に曝すと、膜電位は緩やかに脱分極して閾値に達し、持続的発火が生じた。温度を室温に戻すと膜電位は過分極して元の膜電位に戻り、発火は停止した。したがって、低温刺激はIPCsの大きな脱分極とそれに伴う持続的発火を引き起こし、インスリン様ペプチドの分泌を促進すると考えられる。次に、この低温による脱分極のメカニズムを探るため、電位固定下でRamp波を与える実験によりIPCsの温度感受性成分の特性を調べたところ、その成分は-70mV付近に反転電位を持つチャネルである事が分かった。また、IPCsの入力抵抗は室温時と比べて低温時で約二倍に増加した。これらの事実から、IPCsでは低温時にK2Pチャネルが閉じ、脱分極が引き起こされるのではないかと考えられる。さらに、低温時の脱分極はGPCR阻害剤により有意に抑制された。したがって、低温によりK2Pチャネルが閉じる場合、その応答はGPCRを介している可能性が高い。最後に、低温・短日・饑餓条件で飼育したIPCsの低温に対する応答を調べたところ、上述の脱分極応答は強く抑制され、発火も生じなかった。したがって、長時間のストレス環境への曝露はIPCsの電気的特性を活性な状態から不活性な状態へと変化させ、これにより卵巣発育と産卵行動の抑制が導かれるものと考えられる。

The female's egg laying behavior is inhibited by conditions of low temperature, short days and starvation. In the past year, we have been studying the development and control of egg production in the central part of the brain, including the integration of environmental and nutritional information, and the development and control of egg production. This year, the analysis of the influence of three factors on the electrical characteristics of IPCs is recorded. IPCs are maintained at-55 mV near the resting membrane potential, and usually at room temperature (24℃). IPCs are strongly inhibited from spawning at low temperatures (11℃), and membrane potential is slowly reduced to a polarization threshold. The membrane potential at room temperature will not change due to the change of electrode and membrane potential. IPCs are stimulated by low temperature, and their depolarization and secretion are stimulated by low temperature. Secondly, at this low temperature, the depolarization of the capacitor can be detected, and the Ramp wave can be adjusted when the potential is fixed. The characteristics of the temperature-sensitive components of the IPCs can be adjusted, and the reverse potential of the components can be maintained close to-70mV. The penetration resistance of IPCs at room temperature is about twice as high as that at low temperatures. The IPCs are closed at low temperatures, depolarized, and depolarized. In addition, the depolarization at low temperatures is intentionally inhibited by GPCR inhibitors. The possibility of GPCR infection is high when the temperature is low and the K2P infection is closed. Finally, low temperature, short day and starvation conditions are required for the cultivation of IPCs. The electrical characteristics of IPCs are changed from active state to inactive state due to long-term environmental exposure.

项目成果

Brain insulin cells sense cold via Gustatory Receptor 28b for the control of diapause in Drosophila.

大脑胰岛素细胞通过味觉受体 28b 感知寒冷，以控制果蝇的滞育。

• 发表时间: 2017
• 作者: Hara;H.;Ojima;N.;Yaoita;S.;Ito;H.;Yamamoto;D.
• 通讯作者: D.

Functional characterization of the calcium channel in Drosophila embryonic muscles.

果蝇胚胎肌钙通道的功能特征。

• 发表时间: 2014
• 作者: Hara;Y.;Koganezawa;M.;and Yamamoto;D.
• 通讯作者: D.

The Dmca1D channel mediates Ca(2+) inward currents in Drosophila embryonic muscles

Dmca1D 通道介导果蝇胚胎肌中的 Ca(2) 内向电流

• DOI: 10.3109/01677063.2015.1054991
• 发表时间: 2015
• 期刊: J. Neurogenet.
• 作者: Hara Y.;Koganezawa M.;Yamamoto D.
• 通讯作者: Yamamoto D.

The role of the effector caspases drICE and dcp-1 for cell death and corpse clearance in the developing optic lobe in Drosophila

• DOI: 10.1016/j.ydbio.2015.05.013
• 发表时间: 2015-08-15
• 期刊: DEVELOPMENTAL BIOLOGY
• 影响因子: 2.7
• 作者: Akagawa, Hiromi;Hara, Yusuke;Tsujimura, Hidenobu
• 通讯作者: Tsujimura, Hidenobu