Evolutionary genomic basis of sexual weapons and its constraints
| Project/Area Number |
23K21328
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| Project/Area Number (Other) |
21H02540 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 45020:Evolutionary biology-related
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| Research Institution | Nagoya University (2024)
Tokyo Metropolitan University (2021-2023) |
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Principal Investigator |
岡田 泰和 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (10638597)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡田 賢祐 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 准教授 (40550299)
後藤 寛貴 静岡大学, 理学部, 助教 (60737899)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
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| Keywords | 性的二型 / 表現型可塑性 / 性選択形質 / 形態進化 / 性的対立 / 誇張形質 / 性選択 / 性分化 / 武器形質 |
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| Outline of Research at the Start |
カブトムシの角など，動物のオスに見られる性的な武器は，種間でその部位や形状に著しい多様性があり，昆虫の中で幾度も独立に進化してきたと考えられている．本研究では，オオツノコクヌストモドキ，ノコギリクワガタ，カブトムシ，モモブトハムシを主な対象種とし，武器の栄養応答の分子遺伝基盤の種間共通性を検討するとともに，各種で武器形成遺伝子を比較し，武器進化の背景にある遺伝基盤の共通性と多様性を考察する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
武器を持つ甲虫であるオオツノコクヌストモドキおよびモモブトハムシにおいて，栄養条件や性，器官ごとに発現変動する遺伝子の探索を高速シーケンスにより行い，武器形成遺伝子の候補を探索した．オオツノコクヌストモドキについては，性に偏った発現をする23遺伝子について終齢幼虫期にノックダウン解析を行い，変態過程の改変を試みた．その結果，4つの遺伝子で武器形態への影響を検出でき，メスで多量に発現する遺伝子の中にも武器形態を抑制的に制御する遺伝子や武器形態に関与するが見つかってきた．また，武器サイズを決める主要な因子の一つと目されるインスリン様ペプチドについて，様々な甲虫種でバイオインフォマティクス解析を行い，各種が多数のインスリン様ペプチドを持つことを確認し，分子レベルでの多様性を見出した．また，オオツノコクヌストモドキについては，形態のみならず，行動観察実験・活動性の測定を行うことで，インスリン様ペプチドが闘争行動や内部生理状態に影響することが明らかになってきた．
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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
オオツノコクヌストモドキについて，ゲノム配列解析や発現遺伝子解析をもとに，性に偏った発現をする23遺伝子についてのノックダウン解析が進み，いくつかの遺伝子が武器形態に関与することを明らかにできた．この成果について，応用動物昆虫学会などで発表し，論文執筆を進めている．また他の甲虫種においても，機能解析をすすめる段階にあり，全体としておおむね順調に進捗している．
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| Strategy for Future Research Activity |
また，武器サイズを決める主要な因子の一つと目されるインスリン様ペプチドについて，様々な甲虫種でバイオインフォマティクス解析を行い，各種が多数のインスリン様ペプチドを持つことを確認できている．今後は様々な甲虫種でノックダウン解析を行い，多様なインスリンの武器形成への寄与の実態を明らかにし，種間比較を行う．また，オオツノコクヌストモドキについては，インスリンが形態だけでなく行動や生理状態に寄与する可能性が見いだされているため，インスリンの多面的な機能について明らかにしていく．
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Report
(2 results)
Research Products
(12 results)
