昆虫の多様な外部形態 － 外骨格の形と色を司る分子の網羅的解析

• Project/Area Number: 11J06260
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Morphology/Structure
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 田尻 怜子 東京大学, 新領域創成科学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥3,440,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2014: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2013: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2012: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2011: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
• Keywords: クチクラ / 体型 / 昆虫クチクラ / クチクラタンパク質 / 形態

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、昆虫の外骨格（クチクラ）の形態を司ると考えられている多数のクチクラ構成タンパク質について、生体内での個々の機能を明らかにすることを目指した。キイロショウジョウバエを材料として研究を進めた。

前年度（平成25年度）までにCG11142とCG2560が幼虫・蛹の体表を覆うクチクラの形態制御に重要な役割を果たすクチクラタンパク質を見出し、CG11142のノックアウト変異体の作製に成功した。今年度はこのノックアウト系統の表現型の詳細な解析を進めた。その結果、CG11142が蛹のクチクラの形態制御だけではなく、幼虫の後腸の正常な形態・機能の維持にも必要であることを見出した。CG11142ノックアウト系統では、孵化直後の幼虫の後腸が体外に突出し（脱腸）、100%の個体がこの時期に死に至った。CG11142タンパク質には２種類のスプライスバリアントが存在する。変異体個体において各バリアントを強制発現させるレスキュー実験によって、一方のバリアントが蛹のクチクラ形態の制御を担い、もう一方のバリアントが主に幼虫の後腸の形態・機能の維持に必要であることを見出した。

また、CG11142, CG2560両タンパク質の生体内における発現・局在を正確に調べるために、各タンパク質のC末端に蛍光タンパク質を融合させた形の発現コンストラクトを持つトランスジェニック系統を得た。さまざまな発生ステージにおける蛍光シグナルを観察したところ、各遺伝子の変異体の表現型と一致する発現・局在が確認された。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] ぴったりとはまり合って動く関節は,どのようにできるのか?どらやってできたのか?-昆虫の肢の関節の発生と進化 (2012)
  • Author(s): 田尻伶子
  • Journal Title: 生物科学 Volume: 63 Pages: 157-165
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Progressive tarsal patterning in the Drosophila by temporally dynamic regulation of transcription factor genes (2012)
  • Author(s): Natori K., Tajiri R., Furukawa S., Kojima T.
  • Journal Title: Developmental Biology Volume: 36 Issue: 2 Pages: 450-462
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2011.10.031
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Joint morphology in the insect leg : evolutionary history inferred from Notch loss-of-function phenotypes in Drosophila (2011)
  • Author(s): Tajiri R, Misaki K, Yonenura S, Hayashi, S
  • Journal Title: Development Volume: 138 Issue: 21 Pages: 4621-4626
  • DOI: 10.1242/dev.067330
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Body shape regulation by extracellular matrix proteins in Drosophila (2014)
  • Author(s): Reiko Tajiri, Haruhiko Fujiwara, Tetsuya Kojima
  • Organizer: 第37回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜市）
  • Year and Date: 2014-11-26
• [Presentation] 昆虫の多様な外部形態-外骨格の形と色を司る分子の網羅的解析 (2013)
  • Author(s): 田尻怜子, 藤原晴彦, 小嶋徹也
  • Organizer: 日本動物学会第82回大会
  • Place of Presentation: 大雪アリーナ(旭川市)