背景
動物は、生息環境に潜む様々な危険を察知し、巧妙に逃避行動をとることで生存をはかります。モデル動物であるショウジョウバエ幼虫も、天敵の寄生蜂に襲われると、体を側方に回転させる逃避行動（ローリング行動）を示します。こうした逃避行動は、一見とても定型的な行動に見えますが、じつは様々な遺伝的・環境的要因によって、そのタイミングや頻度が調節されています。しかし、これをつかさどる神経メカニズムは不明でした。
現在の研究課題
逃避行動のタイミングを調節する神経メカニズムを理解するために、多数の野生型系統（DGRP; Mackay et al., Nature, 2012）の逃避行動を比較しました。得られた逃避行動のパターンと強い相関を示す一塩基多型（SNP）をゲノムワイドに探索して、責任遺伝子の候補を多数同定することに成功しています。候補遺伝子群のうち、逃避行動を抑制する新規遺伝子belly roll（bero）に着目して解析を進めています。
bero遺伝子は、GPIアンカー型の膜タンパク質をコードしており、ショウジョウバエ幼虫の中枢神経系に存在する複数の神経ペプチド陽性ニューロンで発現しています。bero陽性ニューロンのうち、腹部ロイコキニン産生ニューロン（ABLKニューロン）特異的にberoの遺伝子発現を抑制すると、痛覚入力への応答が増大するとともに、逃避行動が増強されることがわかりました。さらに、光遺伝学を利用してABLKニューロン特異的に神経活動を誘導すると、痛覚逃避行動が引き起こされました。興味深いことに、ABLKニューロンは痛覚刺激を与える前から自発的な神経活動を示しており、痛覚入力以外の何らかの体内環境状態を反映しているものと推測することができます。私たちは、「ABLKニューロンが、bero遺伝子の機能を介して、体内環境要因による痛覚伝導の調節を行なうニューロンである」との仮説を提唱しています（Li et al., bioRxiv, 2022）。現在、この仮説を検証するとともに、その生理メカニズムを理解するため、さらなる解析を続行中です。
これまでに明らかにしたこと
ショウジョウバエ幼虫の痛覚受容ニューロンが痛覚刺激を受容した時に示す発火パターンを詳細に解析しました。その結果、このニューロンが刺激の強さを発火頻度に変換しているだけでなく、バースト発火と呼ばれる特殊な発火パターンとその休止期の発生回数にも変換して脳に伝えていることを明らかにしました（Terada et al., eLife, 2016; Onodera et al., eLife, 2017）。
