Evolution of neural sex-determination system in insects: insights from basal direct-developing insects

Takayuki Watanabe
{"title":"Evolution of neural sex-determination system in insects: insights from basal direct-developing insects","authors":"Takayuki Watanabe","doi":"10.3330/hikakuseiriseika.37.130","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"130 求愛行動や交尾相手をめぐる闘争行動などの性特異的行 動は,脳・神経系に存在する性的二型神経回路により制御 される。昆虫では,モデル生物であるキイロショウジョウ バエを材料とした分子遺伝学研究により,行動の性的二型 性を規定する脳・神経回路の性差を生み出す分子・細胞基 盤が詳細に明らかにされてきた。ショウジョウバエでは, 性特異的なスプライシング因子であるtransformer 遺伝子 の下流でfruitless 遺伝子やdoublesex 遺伝子などの転写因 子遺伝子から性特異的な遺伝子産物が生じ,これらを発現 する神経細胞が形態的・機能的な性的二型を獲得する。で はtransformer 遺伝子やfruitless 遺伝子,doublesex 遺伝 子を中心とした脳・神経回路の性決定メカニズムは,昆虫 の様々な系統で種を超えた共通のメカニズムなのであろう か?本総説では,ショウジョウバエにおける脳・神経回路 の性決定メカニズムに関する研究を振り返りながら,近年 報告された非ショウジョウバエ昆虫,特に原始的な不完全 変態昆虫におけるfruitless 遺伝子・doublesex 遺伝子の研 究を紹介し,昆虫脳・神経回路の性分化機構の進化につい て分子進化学的な視点から解説する。","PeriodicalId":377956,"journal":{"name":"Hikaku Seiri Seikagaku(comparative Physiology and Biochemistry)","volume":"15 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2020-07-31","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Hikaku Seiri Seikagaku(comparative Physiology and Biochemistry)","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.3330/hikakuseiriseika.37.130","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
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Abstract

130 求愛行動や交尾相手をめぐる闘争行動などの性特異的行 動は,脳・神経系に存在する性的二型神経回路により制御 される。昆虫では,モデル生物であるキイロショウジョウ バエを材料とした分子遺伝学研究により,行動の性的二型 性を規定する脳・神経回路の性差を生み出す分子・細胞基 盤が詳細に明らかにされてきた。ショウジョウバエでは, 性特異的なスプライシング因子であるtransformer 遺伝子 の下流でfruitless 遺伝子やdoublesex 遺伝子などの転写因 子遺伝子から性特異的な遺伝子産物が生じ,これらを発現 する神経細胞が形態的・機能的な性的二型を獲得する。で はtransformer 遺伝子やfruitless 遺伝子,doublesex 遺伝 子を中心とした脳・神経回路の性決定メカニズムは,昆虫 の様々な系統で種を超えた共通のメカニズムなのであろう か?本総説では,ショウジョウバエにおける脳・神経回路 の性決定メカニズムに関する研究を振り返りながら,近年 報告された非ショウジョウバエ昆虫,特に原始的な不完全 変態昆虫におけるfruitless 遺伝子・doublesex 遺伝子の研 究を紹介し,昆虫脳・神経回路の性分化機構の進化につい て分子進化学的な視点から解説する。
昆虫神经性别决定系统的进化:来自基生直接发育昆虫的见解
130求爱行为和围绕交配对象的斗争行为等性特异性行为是由大脑神经系统中的性二型神经回路控制的。在昆虫中,通过以模式生物黄色果蝇为材料的分子遗传学研究,明确了决定行为的性别二型性的脑、神经回路产生性别差异的分子、细胞基础。果蝇中,在变性剪接因子transformer基因的下游,fruitless基因和doublesex基因等转录因子基因产生变性基因产物,将其表达出来的神经细胞获得形态、功能上的性二型。那么,以transformer基因、fruitless基因、doublesex基因为中心的脑神经回路的性别决定机制,在昆虫的各种系统中是跨物种的共同机制吧?本综述在回顾果蝇的脑、神经回路的性别决定机制的研究的同时,对近年来报告的非果蝇昆虫,特别是原始的不完全变态昆虫的fruitless介绍了基因·doublesex基因的研究,从分子进化学的视点解说了昆虫脑·神经回路的性分化机制的进化。
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