昆虫における折り畳まれた原基形成を介した三次元形態形成機構の解明
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20J10841
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 39050:Insect science-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
足立 晴彦 大阪大学, 生命機能研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | 節足動物 / 脱皮 / 折り畳み / カブトムシ / ツノゼミ |
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| Outline of Research at the Start |
昆虫を含む節足動物では、脱皮後に大きな外部器官が突然出現する場合がある。これを可能にしているのは、(1)脱皮に先立ち、古い外骨格の内側に新しい外骨格を「折り畳んだ」状態で作っておき、(2)脱皮時に短時間で展開するという2段階の発生機構である。本研究では、この発生機構の顕著な例である、カブトムシの角とツノゼミのヘルメットを対象に、「膨らませると3D形態になる折り畳み」の形成メカニズムの解明を目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度において、RNAiによる解析で、カブトムシの角原基の折り畳み形成に関与する複数の遺伝子を見出し、また、関与が予想される細胞動態もいくつか見つかってきた。一方で、角原基の折り畳みパターンを配置する位置情報（特に、2つの同心円パターンや細胞分裂パターンの配置）が何に由来するのかは全くわかっていなかった。そこで、角原基の外側（幼虫のクチクラ殻）と内側の構造を調べると、まず幼虫のクチクラ殻の内側に、他の領域とは全く異なる2点の突起構造を発見した。また、角原基の内側では、将来角原基ができるであろう領域では、ほとんど筋肉がなく、そうではない領域に、放射状の筋肉が多く確認できた。特に興味深い結果は、気管、もしくは筋肉のような構造が2本、幼虫のクチクラ殻に存在した2つの突起構造とつながるように存在していたことである。これらの構造が、実際に、位置情報源になっているかどうかを実験的に確かめることはできなかったが、位置情報源となりうる構造を見出せたのは、大きな進展である。
昆虫を含む節足動物の折り畳まれた原基形成を介した形態形成について、固定サンプルでの解析では詳細な機構の解明が難しいことが判明したため、上記の課題に対して、生体の解析が行える生物モデルの探索を上記と並行して行った。その結果、ヨーロッパイエコオロギの産卵管やミナミヌマエビの額角の脱皮直前のクチクラにおいて、カブトムシやツノゼミで見られるような方向性のある等間隔な折り畳みが確認された。特に、ミナミヌマエビは身体が透明で、小型の水生生物であるといった観点から、生きた状態での折り畳み発生プロセスの観察に有用であることが考えられた。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(5 results)
