| Project/Area Number |
22K20565
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0601:Agricultural chemistry and related fields
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
松永 光幸 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助教 (80966424)
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| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 嗅覚 / ショウジョウバエ / 感覚子 / 電気生理 |
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| Outline of Research at the Start |
地球上に現存する命名された種の1/4は植食性の昆虫であり、植食性への適応は種の多様性を加速させる。したがって進化生物学における中心的な問いの一つは、昆虫が他の食性から植食性に適応する際のゲノムの変異を解明することである。本研究では、初めてショウジョウバエが植食性へと適応した際の嗅覚受容体の機能進化を明らかにするために、アブラナ科のスペシャリストだけでなく、ナデシコ科のスペシャリストのショウジョウバエをモデルに加え、遺伝子解析、電気生理学的手法を用いた機能解析、行動アッセイを行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
動物の種の多様性は運動の多様性によって加速してきた。特に、正確な感覚入力が運動出力の質を左右するため、嗅覚は生存に不可欠な感覚の一つである。これは、危険の警告、食料の発見、配偶者の探索に役立つためである。特に植食性昆虫は、宿主植物の特定の匂いを識別する能力が求められ、このため嗅覚受容体の進化速度は速い。
本研究では、キイロショウジョウバエ、コフキヒメショウジョウバエ、及びキイロヒメショウジョウバエ（以下、ヒメと称する）をモデル生物として選定した。これまでの申請者自身の電気生理学的手法による研究で、嗅覚受容体Odorant receptor 42a (Or42a)がヒメの主要宿主であるアブラナ科植物から放出されるマスタードオイルに強く反応することを明らかにしていた。
これまでに、ヒメのトランスクリプトーム解析を通じて、Or42aが嗅覚器官で高い発現を示していることを確認した。さらに、AlphaFoldを使用してOr42aの三次元構造を予測し、機能進化に関与する可能性のあるアミノ酸を同定した。これらのアミノ酸をキメラOr42aに置換して機能解析を行った結果、わずか2つのアミノ酸の置換が大きな機能変化をもたらしたことを発見した。
この研究成果をシカゴで開催されたGSA学会と沖縄で開催された進化学会で発表した。また、スタンフォード大学のKim博士との共同研究により、成果の一部をbioRxivに投稿し、共著者としての貢献も果たした。
以上の結果を現在は論文にまとめており、数か月後に投稿予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
実験計画はすべて終わらせたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
論文を執筆し、提出する。
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