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昆虫の擬態紋様形成の分子基盤

Research Project

Project/Area Number 18017007
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

藤原 晴彦  The University of Tokyo, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (40183933)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥8,000,000 (Direct Cost: ¥8,000,000)
Fiscal Year 2007: ¥4,100,000 (Direct Cost: ¥4,100,000)
Fiscal Year 2006: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,900,000)
Keywords擬態 / アゲハ / カイコ / 紋様形成 / 色素合成 / メラニン形成 / 凝態
Research Abstract

1.遺伝子ライブラリーの構築と解析:カイコの4齢脱皮期皮膚のライブラリーでは、1300ほどが新規遺伝子で、200近いクチクラタンパク質遺伝子がいくつかの染色体サイトにクラスターとして存在することが明らかとなった。鱗翅目昆虫が、環境に適応した皮膚構造を実現させるために遺伝子を高度に重複させたことを窺わせる。一方、シロオビアゲハとアゲハの幼虫皮膚と翅のcDNAを構築し、アゲハ幼虫皮膚(20000)、シロオビアゲハ幼虫皮膚(5000)、シロオビアゲハ翅(28000)の配列解析を行った。数多くの擬態紋様関連遺伝子を同定するとともに、黄色、青色など特定の色素紋様にリンクした遺伝子を発見した。
2.擬態紋様に関する遺伝子の同定と発現パターン:ナミアゲハの3齢脱皮に特異的な遺伝子として、約10種類の特殊なクチクラ遺伝子が同定された。これは鳥のフンに擬態する際の疣状突起に対応したクチクラタンパク質で、通常のクチクラ遺伝子が鱗翅目昆虫の進化の過程で適応的に遺伝子重複によって生じた可能性がある。培養皮膚を用いたホルモン応答実験により、これらの遺伝子は幼若ホルモンJHの影響下で4齢脱皮期に発現抑制を受けるように運命づけられることが判明した。一方、アゲハの近縁種間でなぜ多様な紋様が生み出されたかを理解するために、ナミアゲハ、シロオビアゲハ、キアゲハの3種類の4齢脱皮期の幼虫で、メラニン合成に関与するTH,DDC、赤色紋様のebony、黄色紋様のYRG,青色紋様のINSなどを調べ、個々の遺伝子が各アゲハ種の紋様に一致して発現することが示された。さらに、ナミアゲハとシロオビアゲハ間で異種間交雑種を産ませ、YRGの発現解析を行った結果、YRG上流のシスエレメントの違いでなく、YRGの発現を制御するトランス因子の発現パターンの変化が種間での紋様変化をもたらしている可能性が示唆された。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2007 2006 Other

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Characterization of core promoter elements for ecdysone receptor isoforms of the silkworm, Bombyx mori.2007

    • Author(s)
      Shirai, H., Kamimura, M. and Fujiwara, H.
    • Journal Title

      Insect Mol. Biol. 16

      Pages: 253-264

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Modulation of ecdysteroid induced cell death by juvenile hormone during pupal wing development in Lepidoptera.2007

    • Author(s)
      Lobbia, S., Futahashi, R. and Fujiwara, H.
    • Journal Title

      Arch. Insect Biochem. Physiol. 65

      Pages: 152-163

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Regulation of 20-hydroxyecdysone on the larval pigmentation and the expression of melanin synthesis enzymes and yellow gene of the swallowtail butterfly, Papilio xuthus.2007

    • Author(s)
      Futahashi, R. and Fujiwara, H.
    • Journal Title

      Insect Biochem. Molec. Biol. 37

      Pages: 855-864

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A novel target-specific gene delivery system combining baculovirus and sequence-specific LINEs.2007

    • Author(s)
      Kawashima, T., Osanai, M., Futahashi, R., Kojima, T. and Fujiwara, H.
    • Journal Title

      Virus Research 127

      Pages: 49-60

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characterization of the sequence specificity of the RIBm endonuclease domain by structural and biochemical studies.2007

    • Author(s)
      Maita, N., Aoyagi, H, Osanai, M., Shirakawa, M. and Fujiwara, H.
    • Journal Title

      Nucleic Acids Research 35

      Pages: 3918-3927

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Juvenile hormone regulates butterfly larval pattern switches2007

    • Author(s)
      Futahashi, R. and Fujiwara, H
    • Journal Title

      Science 319

      Pages: 1061-1061

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Essential domains for Ribonucleoprotein complex formation required for retrotransposition of a telomere specific non-LTR retrotransposon SART1.2006

    • Author(s)
      Matsumoto, T., Hamada, M., Osanai, M., Fujiwara, H.
    • Journal Title

      Molecular and Cellular Biology 26

      Pages: 5168-5179

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Identification and characterization of the telomerase reverse transcriptase of Bombyx mori (silkworm) and Tribolium castaneum (flour beetle).2006

    • Author(s)
      Osanai, M., Kojima, K.K., Futahashi, R., Yaguchi, S., Fujiwara, H.
    • Journal Title

      Gene 37

      Pages: 281-289

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Identification of rDNA-specific non-LTR retrotransposons in Cnidaria.2006

    • Author(s)
      Kojima KK., Kuma, K., Toh, H., Fujiwara H.
    • Journal Title

      Molecular Biology and Evolution 23

      Pages: 1984-1994

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] In vivo gene transfer into the honeybee using a nucleopolyhedrovirus vector.2006

    • Author(s)
      Anao, T., Fujiyuki, T., Kawashima, T., Morioka, M., Kubo, T., Fujiwara, H.
    • Journal Title

      Biochem. Biophys. Res. Comm. 352

      Pages: 335-340

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Expression of one isoform of GTP cyclohydrolase I coincides with the larval black markings of the swallowtail butterfly, Papilio xuthus.2006

    • Author(s)
      Futahashi, H., Fujiwara, H.
    • Journal Title

      Insect Biochem. Molec. Biol. 36

      Pages: 63-70

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] EcR expression in the prothoracicotropic hormone-producing neurosecretory cells of the Bomzbyx mori brain : an indication of the master cells of insect metamorphosis.2006

    • Author(s)
      Hossain, MD.M, Shimimzu, S., Sakurai S., Fujiwara, H., Iwami, M.
    • Journal Title

      FEBS Journal 273

      Pages: 3861-3868

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Book] 似せてだます 擬態の不思議な世界、Dojin選書022007

    • Author(s)
      藤原晴彦
    • Total Pages
      206
    • Publisher
      化学同人
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.biol.s.u-tokyo.ac.jp/users/animal/index.htm

    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2018-03-28  

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