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Communication of insects through body surface lipids: proposal of a new mechanism employing mechanoreceptors

Research Project

Project/Area Number 18K19214
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 39:Agricultural and environmental biology and related fields
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Kaneko Fumitoshi  大阪大学, 理学研究科, 准教授 (70214468)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 佐崎 元  北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (60261509)
長嶋 剣  北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (60436079)
片桐 千仭  株式会社数理設計研究所, その他部局等, 研究員(移行) (90002245)
Project Period (FY) 2018-06-29 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Keywords体表脂質 / 昆虫間コミュニケーション / 機械的受容器 / クロコオロギ / 不飽和脂質 / 赤外分光法 / コオロギ / 昆虫体表脂質 / コミュニケーション機構 / 脂質組成 / 脂質組織構造
Outline of Final Research Achievements

The outermost layer of insects is a very thin layer (0.1-1 μm) of hydrocarbons. In addition to their barrier functions to adopt the environment, the body lipid is used for the communication between insects. Although it is the common view that insects communicate each other by detecting the difference in the chemical composition of the body lipid by using chemical sensors on antennae, we have postulated the possibility that insects also detect the difference in the physical properties by mechanical sensors.
To inspect the validity of this postulation, the body lipid of the field cricket, which shows a gender gap in composition, has been studied with respect to the structure and properties at in-situ on body surfaces by using atomic force microscopy (AFM) and other methods. The friction force detected by AFM is clearly different between male, female, and degreased body surfaces, which strongly suggests that such differences are detected by the mechanical sensor systems of insects.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

化学物質を利用する昆虫間コミュニケーションは、多くの分野から注目を集め、微量検出技術の発展により急速に研究が展開している。この流れで体表脂質の組成の違いを化学的受容器を用いて検出する昆虫間コミュニケーション機構についても多くの研究が行われてきたが、触角上にある機械的受容器を用いて体表脂質の物性の違いを感じ取る昆虫間コミュニケーションの機構に注目した研究はこれまで行われていない。
本成果は、脂質構造化学、昆虫生化学、表面分析の異なる専門分野の研究者が協力し、その場分析の手法の特性を生かして、具体的に体表脂質に由来する昆虫体表物性の違いを検証した最初の例である。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] 昆虫の体表脂質構造への赤外分光法によるアプローチ: 透湿性との関わり2019

    • Author(s)
      金子文俊、片桐千仭、長嶋剣、佐崎元
    • Journal Title

      昆虫と自然

      Volume: 54 Pages: 31-32

    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Journal Article] ATR FTIR spectroscopic study on insect body surface lipids rich in methylene-interrupted diene.2018

    • Author(s)
      Kaneko F, Katagiri C, Sazaki G, Nagashima K
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. B

      Volume: 122(51) Issue: 51 Pages: 12322-12330

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.8b10026

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 構造化学的手法による昆虫体表脂質の構造・物性と分布に関する研究2020

    • Author(s)
      金子文俊・片桐千仭・長嶋剣・佐崎元
    • Organizer
      令和2年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 赤外分光法による炭化水素混合系に関する研究:昆虫体 表の炭化水素2019

    • Author(s)
      金子 文俊 ・片桐 千仭 ・長嶋 剣 ・佐 崎 元
    • Organizer
      高分子学会年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 赤外分光法による昆虫体表脂質の構造と分布に関する研究2019

    • Author(s)
      金子 文俊 ・片桐 千仭 ・長嶋 剣 ・佐崎 元 ・池本 夕佳
    • Organizer
      日本昆虫学会第79回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 昆虫体表脂質の構造と分布の不均一性について2019

    • Author(s)
      金子 文俊 ・片桐 千仭 ・長嶋 剣 ・佐 崎 元
    • Organizer
      関西昆虫学研究会2019年度大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 赤外分光法からみたワモンゴキブリ体表脂質の特徴:飽和炭化水素と不飽和炭化水素の混在状態2019

    • Author(s)
      金子文俊、片桐千仭、長嶋剣、佐崎元
    • Organizer
      関西昆虫学研究会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] An Approach to Insect Body Lipids by FTIR Spectroscopy2019

    • Author(s)
      Fumitoshi Kaneko、Chihiro Katagiri、 Gen Sazaki、Ken Nagashima
    • Organizer
      日本化学会春季年会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 赤外分光法による炭化水素混合系に関する研究:昆虫体表の炭化水素2019

    • Author(s)
      金子文俊、片桐千仭、長嶋剣、佐崎元
    • Organizer
      高分子学会年会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 飽和と不飽和炭化水素は昆虫体表をどのように覆っているか―赤外光を利用し た表面分析によるアプローチ2018

    • Author(s)
      金子文俊、片桐千仭
    • Organizer
      関東昆虫学研究会
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-07-25   Modified: 2021-03-11  

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