| Project/Area Number |
21K19293
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 45:Biology at organismal to population levels and anthropology, and related fields
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
Maekawa Kiyoto 富山大学, 学術研究部理学系, 准教授 (20345557)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮崎 智史 玉川大学, 農学部, 教授 (20547781)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 社会性昆虫 / シロアリ / 性決定遺伝子 / Doublesex / 生殖カースト / 寿命 / doublesex |
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| Outline of Research at the Start |
真社会性動物のシロアリの生殖虫は極めて長命である。雌生殖虫は補充生殖虫に入れ替わる種も多いが，雄成虫は基本的に入れ替わらず，同一個体が繁殖活動に従事し続ける。我々は，シロアリの性決定経路の最下流の転写因子（dsx）が，雄個体でのみ発現する単一エクソン遺伝子であることを見出した。この発見を手掛かりに，dsxの下流で長命化遺伝子ネットワークが働き，雄成虫の長寿命化と高い繁殖能力がもたらされるとの仮説の実証を試みる。ゲノム解読済の複数種を対象に，dsxのRNAiによる寿命への影響を確かめ，RNA-seqとChiP-seqでターゲットを絞り込み，シロアリ特有の遺伝子ネットワークの解明を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
In termites, reproductive individuals are long-lived, especially the kings typically do not get replaced and continue to engage in reproductive activities. Since the sex determination gene Doublesex (Dsx) is expressed only in termite males, it is possible that downstream of Dsx, there is a gene network that supports the high fertility and longevity of kings. The results showed that, in Reticulitermes speratus, multiple genes involved in sperm formation and lifespan were found downstream of Dsx. However, the Dsx targets varied among species, and a common gene network of termites was not identified. Furthermore, there were quite differences in the Dsx gene structure, expression patterns, and genomic positions among species. These diversifications related to Dsx may have greatly contributed to the evolution of termites.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
研究例の多いアリやハチの雄成虫は短命で，シロアリの王の長命性をもたらす分子的な要因が解析された例は殆どない。解析の結果，日本最普通種のヤマトシロアリでは，性的形質の発達を調節する転写因子Doublesex（Dsx）が，精子形成だけでなく，寿命の調節に働く複数の遺伝子の発現に影響することが示唆された。これらは，王の長命性と高い繁殖力をもたらす遺伝子ネットワークの一部を構成する可能性がある。更に，Dsxの構造や発現パターン，標的遺伝子は種間で多様化することも明らかになった。Dsxに関係する変化が，シロアリの生態や形態，発生に大きな影響を与えた可能性を示す重要な成果である。
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