シロアリの兵隊分化の分子発生機構の解明

• Project/Area Number: 14J04211
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Insect science
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 栂 浩平 名古屋大学, 生命農学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Project Status: Declined (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2014: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: カースト分化 / 形態形成 / シロアリ / microRNA / RNA-sequence / miRNA / タカサゴシロアリ / 社会性昆虫

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，タカサゴシロアリの兵隊特異的な形態形成に関わる遺伝子およびmicroRNA(miRNA)の特定を目的として，RNAシーケンス解析およびmiRNAシーケンス解析を行った．兵隊は，職蟻から前兵隊を経て分化する．前兵隊への脱皮は職蟻への幼若ホルモン類似体の投与によって人為的に誘導可能である．兵隊の基本的な形態は前兵隊の段階で形成される．本研究では，この人為的な分化誘導を利用した．
RNAシーケンス解析の結果，頭部で高発現する16の遺伝子を特定できた．これらの遺伝子についてRNA干渉法(RNAi)により遺伝子の機能の解明を試みた．そのうちの一つの遺伝子(Txl)で，前兵隊への脱皮の際に職蟻のような表現型が観察された．得られた表現型は，前兵隊の全体的な形態形成に関わることから，この遺伝子は幼若ホルモンの下流で働く遺伝子であることが予想される．現在までに兵隊分化において幼若ホルモンの下流で働く遺伝子はほとんど分かっていない．
miRNAシーケンス解析で得られた候補miRNAについては，リアルタイム定量PCRにより発現量の再現性を確かめた．再現性が得られたmiRNAの中で，顕著な発現量の上昇が見られたmiRNAについては，特異的なインヒビターを用いた機能解析の予備実験を行った．具体的には適切な注射の量や時期を決定した．その過程で前兵隊の形態形成に異常が見られるmiRNAが見つかった．しかし，試行回数も少なく再現性を確かめる必要がある．

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Sexual difference in juvenile-hormone titer in workers leads to sex-biased soldier differentiation in termites. (2016)
  • Author(s): Toga K, Hanmoto S, Suzuki R, Watanabe D, Miura T, Maekawa K
  • Journal Title: J Insect Physiol Volume: 87 Pages: 63-70
  • DOI: 10.1016/j.jinsphys.2016.02.005
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] タカサゴシロアリの兵隊がもつ防衛形態の形成機構 (2015)
  • Author(s): 栂 浩平， 前川 清人
  • Journal Title: 比較内分泌学 Volume: 41 Pages: 32-34
  • NAID: 130004952365
• [Presentation] タカサゴシロアリの兵隊分化過程におけるRNAシーケンス解析 (2016)
  • Author(s): 栂浩平，増岡裕大，矢口甫，水口智江可，重信秀治，前川清人
  • Organizer: 日本昆虫学会第76回大会・第60回日本応用動物昆虫学会大会合同大会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学，中百舌鳥キャンパス
  • Year and Date: 2016-03-26
• [Presentation] シロアリ兵隊の頭部形成におけるホルモン受容体および形態形成遺伝子の機能解析 (2015)
  • Author(s): 栂 浩平，新美 輝幸，柳沼 利信，前川 清人
  • Organizer: 第59回日本応用動物昆虫学会
  • Place of Presentation: 山形大学小白川キャンパス
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-28