今日，私達を取り巻く光環境は大きく変化しており，人工的な光をみることは不眠など健康への影響も示唆されている．しかし発生段階における光環境が，形態形成や将来的な疾患や健康に対しどのように影響するかはほとんど解明されていない．本研究では早期ライフステージの光環境による形態形成の分子メカニズムを明らかにするために，幼虫期の環境に応答して口腔形態に表現型多型を示す線虫Pristionchus pacificus（以下，P. pacificus）をモデルとして用いた．表現型多型は，同じ遺伝子型を持っていても，生育環境に応じて異なる不連続的な表現型を示す生物の特性である．
　本研究ではP. pacificusにおいて幼虫期の光環境が成虫での口腔形態の多型決定に関与することを見出した．P. pacificusは光を感知することはできるが，既知の光受容体を持たず，光感知メカニズムは解明されていない．表現型多型決定については，周辺の環境を認識する神経系から表現型多型を示す細胞へと，組織間作用が必要であると考えられるが，光環境がどのように表現型多型決定に関わるのか，またその際の神経系の機能についても解明されていなかった．本研究ではP. pacificusの表現型多型をモデルに用いることで，「光環境に応答する表現型多型の分子・神経制御機構の解明」を目指した．
　P. pacificusがどのように光を感知しているか明らかにするために，光忌避行動を用いて順遺伝学的スクリーニングを行った．その結果，P. pacificusにおいてグアニル酸シクラーゼやcGMP依存性陽イオンチャネル(CNGチャネル)，GPCRキナーゼが光忌避行動に必須であることを明らかにした．
　光伝達に関わる遺伝子が，口腔形態の表現型多型に関与するか明らかにするために，幼虫期において光照射を行った場合と暗室で飼育した場合の口腔形態を観察した．その結果，グアニル酸シクラーゼやcGMP依存性陽イオンチャネルの変異体では，幅広型が増加し，cGMPの分解に関わるホスホジエステラーゼの変異体では狭小型が増加した．これらの結果はcGMP経路が口腔形態の決定に関与することを示唆する．またグアニル酸シクラーゼやCNGチャネル，GPCRキナーゼが複数の感覚神経で発現していることを見出した．現在感覚神経におけるカルシウムイメージングによって光刺激への反応を確認している．これらの神経細胞が光に応答した表現型多型の決定を制御しているか明らかにすることで，早期ライフステージにおける組織間作用を解明する．