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Epigenetics of caste differentiation and brain function in honeybees

Research Project

Project/Area Number 26450472
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Insect science
Research InstitutionTamagawa University

Principal Investigator

SASAKI Tetsuhiko  玉川大学, 学術研究所, 教授 (60235257)

Research Collaborator SAKAMOTO Hironori  
UGAJIN Atsushi  
IKEDA Takashi  
ONO Masato  
KUBO Takeo  
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsエピジェネティックス / DNAメチル化 / ミツバチ / カースト分化 / 性決定遺伝子 / 選択的スプライシング / ゲノム編集 / CRISPR/Cas9 / エピジェネティクス
Outline of Final Research Achievements

A female larva of honeybee develops into a queen or a worker depending on the diet provided during the larval period. To verify the possibility that sex determination gene is involved in this process of caste differentiation, gene expressions in the fat bodies of adult bees were analyzed. The results suggested that the expressions of two sex determination genes, transformer 2 and doublesex, differ between queen and worker bees. In addition, in order to investigate the epigenetic mechanism underling the task change of worker bees from nursing to foraging, I analyzed methylation profiles of DNA in the brains of worker bees and identified 439 genes of which methylation patterns change. I also attempted genome editing by CRISPR/Cas9 system and successfully knockout the gene encoding the major royal jelly protein 1.

Report

(4 results)
  • 2016 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2015 Research-status Report
  • 2014 Research-status Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2017 2016 2015 2014 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (14 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Production of knockout mutants by CRISPR/Cas9 in the European honeybee, Apis mellifera L.2016

    • Author(s)
      Kohno H, Suenami S, Takeuchi T, Sasaki T, Kubo T.
    • Journal Title

      Zool. Sci.

      Volume: 33 Issue: 5 Pages: 505-512

    • DOI

      10.2108/zs160043

    • NAID

      210000165053

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Expression analysis of Egr-1 ortholog in metamorphic brain of honeybee (Apis mellifera L.): Possible evolutionary conservation of roles of Egr in eye development in vertebrates and insects2016

    • Author(s)
      Ugajin A, Watanabe T, Uchiyama H, Sasaki T, Yajima S, Ono M
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 478 Issue: 2 Pages: 1014-1019

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2016.07.023

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Expression profile of the sex determination gene doublesex in a gynandromorph of bumblebee, Bombus ignitus.2016

    • Author(s)
      Ugajin A, Matsuo K, Kubo R, Sasaki T, Ono M.
    • Journal Title

      Naturwissenschaften

      Volume: 103 Issue: 3-4 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1007/s00114-016-1342-7

    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 昆虫の社会と脳:ミツバチから学んだこと2017

    • Author(s)
      佐々木哲彦
    • Organizer
      玉川大学脳科学研究所10周年記念シンポジウム
    • Place of Presentation
      玉川大学(東京都町田市)
    • Year and Date
      2017-03-10
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 蛹期のミツバチ視葉におけるEgr-1相同遺伝子の一過的発現2016

    • Author(s)
      宇賀神篤、渡辺崇之、内山 博允、佐々木哲彦、矢島俊介、小野正人
    • Organizer
      日本動物学会第87回大会
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県宜野湾市)
    • Year and Date
      2016-11-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] ミツバチにおけるCRISPR/Cas9を用いたゲノム編集技術の開発:社会行動に関わる遺伝子の機能解析に向けて2016

    • Author(s)
      河野大輝、末次翔太、竹内英明、佐々木哲彦、久保健雄
    • Organizer
      日本動物学会第87回大会
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県宜野湾市)
    • Year and Date
      2016-11-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] ミツバチの分業社会を支える脳内遺伝子発現の調節2016

    • Author(s)
      佐々木哲彦
    • Organizer
      日本学術会議公開シンポジウム「昆虫の社会と行動」
    • Place of Presentation
      日本学術会議講堂(東京都港区)
    • Year and Date
      2016-09-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ミツバチ脳の社会性行動を制御する候補遺伝子mKastの発現解析と、機能解析に向けたゲノム編集法確立の試み2016

    • Author(s)
      河野大輝、末次翔太、金子九美、山根篤大、竹内秀明、佐々木哲彦、久保健雄
    • Organizer
      日本昆虫学会第76回大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学、大阪府堺市
    • Year and Date
      2016-03-26
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] ミツバチにおける新規セリン/スレオニンキナーゼ型初期応答遺伝子の解析2016

    • Author(s)
      宇賀神 篤、内山 博允、宮田 徹、佐々木 哲彦、矢嶋 俊介、小野 正人
    • Organizer
      日本昆虫学会第76回大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学、大阪府堺市
    • Year and Date
      2016-03-26
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] ミツバチにおけるセリン/スレオニンキナーゼをコードする新規初期応答遺伝子の解析2015

    • Author(s)
      宇賀神 篤、内山 博允、宮田 徹、佐々木 哲彦、矢嶋 俊介、小野 正人
    • Organizer
      第38回日本分子生物学会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場、兵庫県神戸市
    • Year and Date
      2015-12-01
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] クロマルハナバチのジナンドロモルフに関する解析2015

    • Author(s)
      宇賀神篤、松尾晃史朗、久保良平、佐々木哲彦、小野正人
    • Organizer
      日本動物学会第86回新潟大会
    • Place of Presentation
      新潟コンベンションセンター、新潟県新潟市
    • Year and Date
      2015-09-17
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] ミツバチのダンスコミュニケーションの分子・基盤解析解析に向けたゲノム編集の試み2015

    • Author(s)
      久保健雄、佐々木哲彦
    • Organizer
      日本動物学会第86回新潟大会
    • Place of Presentation
      新潟コンベンションセンター、新潟県新潟市
    • Year and Date
      2015-09-17
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 異種生物を利用した新規遺伝子機能解析系2015

    • Author(s)
      池田 隆、内山郁夫、佐々木哲彦、升井伸治
    • Organizer
      日本動物学会第86回新潟大会
    • Place of Presentation
      新潟コンベンションセンター、新潟県新潟市
    • Year and Date
      2015-09-17
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] セイヨウミツバチの下咽頭腺と脳のメチローム解析2015

    • Author(s)
      坂本典洋、佐々木哲彦
    • Organizer
      日本応用動物昆虫学会第59回大会
    • Place of Presentation
      山形大学、山形県
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-28
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] クロヤマアリ帰巣個体における初期応答遺伝子を利用した脳内神経活動の解析2015

    • Author(s)
      宇賀神篤、佐々木哲彦、小野正人
    • Organizer
      日本応用動物昆虫学会第59回大会
    • Place of Presentation
      山形大学、山形県
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-28
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 異種生物を利用した新規遺伝子機能解析系の開発2015

    • Author(s)
      池田隆、内山郁夫、重信修治、佐々木哲彦、升井伸治
    • Organizer
      日本応用動物昆虫学会第59回大会
    • Place of Presentation
      山形大学、山形県
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-28
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] Epigenetics of brain development in workers of the European honeybee, Apes mellifera.2014

    • Author(s)
      Sakamoto H., Ogata N. and Sasaki T.
    • Organizer
      The 17th International Congress of International Union for the Study of Social Insects
    • Place of Presentation
      Cairns, Australia
    • Year and Date
      2014-07-13 – 2014-07-18
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Remarks] 玉川大学佐々木哲彦研究室

    • URL

      http://www.tamagawa.jp/graduate/brain/staff/labs/sasaki.html

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 玉川大学ミツバチ科学研究センター

    • URL

      http://www.tamagawa.ac.jp/hsrc/contents/hsrc_top.htm

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 佐々木哲彦研究室

    • URL

      http://www.tamagawa.jp/graduate/brain/staff/labs/sasaki.html

    • Related Report
      2015 Research-status Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-22  

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