Research Abstract


Select interneuron clusters determine female sexual receptivity in Drosophila

2013年5月7日 Nature Communications 4 : 1825 doi: 10.1038/ncomms2837

spinsterに変異を持つショウジョウバエ(Drosophila)の雌は、求愛する雄に対して拒否行動を示して交尾しない。今回我々は、操作した細胞以外は野生型(spinsterへテロ接合)の雌ショウジョウバエの脳で、spin-Aあるいはspin-D神経クラスターのどちらかからspinster遺伝子の機能を除去すると、交尾をしないという変異体の表現型が再現されることを明らかにした。spin-Dは, 樹状突起が触角葉VA1v糸球体に存在する嗅覚投射ニューロンに属する。この糸球体はfruitless陽性で性的二型性を示しショウジョウバエの発するにおいに反応する。Spin-Aは新規な局所ニューロンクラスターで、接触刺激化学フェロモン情報と交尾関連シグナルの処理を行うことが知られている食道下神経節に存在する。spinsterの発現をわずかに低下させて交尾への影響がほとんど見られない時に、mTOR(mechanistic target of rapamycin)のドミナントネガティブ型を同時に発現させると、雌の性的受容性が失われることがわかった。だが、mTORの操作だけでは交尾に対する影響はほとんど見られない。したがって、これらのニューロン中でspinが仲介するmTORシグナル変換は求愛する雄を雌ショウジョウバエが受け入れるのに不可欠であると我々は考える。

櫻井 晃1,3, 小金澤 雅之1, 安永 桂一郎2, 榎本 和生2 & 山元 大輔1

  1. 東北大学大学院 生命科学研究科 脳機能遺伝分野
  2. 大阪バイオサイエンス研究所 神経細胞生物学部門
  3. マサチューセッツ・メディカル・スクール大学(米国)
Female Drosophila with the spinster mutation repel courting males and rarely mate. Here we show that the non-copulating phenotype can be recapitulated by the elimination of spinster functions from either spin-A or spin-D neuronal clusters, in the otherwise wild-type (spinster heterozygous) female brain. Spin-D corresponds to the olfactory projection neurons with dendrites in the antennal lobe VA1v glomerulus that is fruitless-positive, sexually dimorphic and responsive to fly odour. Spin-A is a novel local neuron cluster in the suboesophageal ganglion, which is known to process contact chemical pheromone information and copulation-related signals. A slight reduction in spinster expression to a level with a minimal effect is sufficient to shut off female sexual receptivity if the dominant-negative mechanistic target of rapamycin is simultaneously expressed, although the latter manipulation alone has only a marginal effect. We propose that spin-mediated mechanistic target of rapamycin signal transduction in these neurons is essential for females to accept the courting male.