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発生:最終分化したショウジョウバエ感覚ニューロンにおけるロドプシン発現の切り替え

Nature 454, 7203 doi: 10.1038/nature07062

感覚ニューロンが特異性をもつには、細胞内で1つの感覚受容体遺伝子だけが発現され、他はすべて発現されないことが必要である。ショウジョウバエ(Drosophila)の網膜では、光受容体の機能的独自性は光感受性のロドプシン(Rh)に依存している。より単純な幼虫の眼(Bolwig organ)は約12個の光受容細胞から構成され、そのうち8つはRh6によって緑色光を感受し、他の4つはRh5によって青色光を感受する。この幼虫の眼は、成虫になると4つの緑色光感受性(Rh6)光受容細胞からなる網膜外光受容器(eyelet)になる。本研究では、変態の間にすべてのRh6光受容細胞が死に、一方でRh5光受容細胞ではRh5の発現が停止して、その後のRh6の発現開始により細胞運命が切り替えられることを示す。この切り替えでは、幼虫の光受容細胞の種類を特定する転写因子プログラムには変化がないようにみえる。また、このRh5とRh6光受容細胞の非常に異なる細胞挙動が、転写因子Senseless(Sens)によって制御されることを示す。Sensの発現はRh5光受容細胞に制限されており、変態の際にRh6光受容細胞の細胞死が起こるには、Rh6光受容体では発現されないことが必要である。また、エクジソン受容体(EcR)は幼虫Rh6光受容細胞の細胞死と、Rh5光受容細胞がRh6を発現するようになる感覚切り替えの両方に対して、細胞自律的に機能することを示す。最終分化して既に機能しているニューロンのこの細胞運命の切り替えは、感覚器可塑性の予想外の新たな例である。

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