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カブトムシ角の3D形態を自在に改変する技術の創出

Publicly Offered Research

Project AreaDiscovery of the logic that establishes the 3D structure of organisms
Project/Area Number 16H01452
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionNational Institute for Basic Biology

Principal Investigator

新美 輝幸  基礎生物学研究所, 進化発生研究部門, 教授 (00293712)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥11,960,000 (Direct Cost: ¥9,200,000、Indirect Cost: ¥2,760,000)
Fiscal Year 2017: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Fiscal Year 2016: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Keywordsカブトムシ / 角 / RNAi / 角形成
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、カブトムシの角が近縁種間で極めて多様な3D形態をとることに着目し、3D形態の変化を生む遺伝子の特定、発現の量・位置の違いを定量、さらに、効率的に遺伝子導入を行う技術を開発する。これらの情報・技術を応用することで、カブトムシの角に任意の3D形態をデザインし、作り上げることが可能になる。本新学術領域では、カブトムシ角の3D折り畳みのロジック解明を大きな目的としているが、申請者のプロジェクトは、折り畳みの分子的な基盤を提供するとともに、マクロなロジック(仮説)の実験による証明にも必須となるはずである。
前蛹期に形成されるカブトムシの角原基の発生過程における3D形態の変化の観察には、角原基形成が生じる前蛹期が開始される時期を特定することが必要となる。これまでは蛹室の形成開始を前蛹期の開始点の指標としてきたが、角原基の形態的な発生ステージがばらつくこととが問題となっていた。そこで、前蛹期の幼虫をモニターできる飼育容器を工夫することにより、定点カメラを利用した連続撮影に基づいて、前蛹期の開始点を正確に特定する方法の確立に成功した。この方法を利用した前蛹期の正確な開始点に基づき、カブトムシの前蛹期間を正確に同定することができ、角原基の形態的な性的二型が生じるステージを特定することができた。さらに、カブトムシの性決定遺伝子を同定し、larval RNAi法により、角原基形成過程において性差が生じる開始点の特定にも成功した。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 6 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Washington State University/The University of Montana/University of Arizona(米国)

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] The Fat-Dachsous signaling pathway regulates growth of horns in Trypoxylus dichotomus, but does not affect horn allometry.2018

    • Author(s)
      Hust, J., Lavine, M. D., Worthington, A. M., Zinna, R., Gotoh, H., Niimi, T. and Lavine, L.
    • Journal Title

      J. Insect Physiol.

      Volume: 105 Pages: 85-94

    • DOI

      10.1016/j.jinsphys.2018.01.006

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Recent advances in understanding the mechanisms of sexually dimorphic plasticity: Insights from beetle weapons and future directions.2018

    • Author(s)
      Zinna, R., Gotoh, H., Kojima, T. and Niimi, T.
    • Journal Title

      Curr. Opi. Insect Sci.

      Volume: 25 Pages: 35-41

    • DOI

      10.1016/j.cois.2017.11.009

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Complex furrows in a 2D epithelial sheet code the 3D structure of a beetle horn2017

    • Author(s)
      Matsuda Keisuke、Gotoh Hiroki、Tajika Yuki、Sushida Takamichi、Aonuma Hitoshi、Niimi Teruyuki、Akiyama Masakazu、Inoue Yasuhiro、Kondo Shigeru
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7 Issue: 1 Pages: 13939-13939

    • DOI

      10.1038/s41598-017-14170-w

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Molecular cloning and functional characterization of the sex-determination gene doublesex in the sexually dimorphic broad-horned beetle Gnatocerus cornutus (Coleoptera, Tenebrionidae).2016

    • Author(s)
      Gotoh, H., Ishiguro, M., Nishikawa, H., Morita, S., Okada, K., Miyatake, T., Yaginuma T. and Niimi, T.
    • Journal Title

      Sci. Rep.

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 29337-29337

    • DOI

      10.1038/srep29337

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] カッコイイだけじゃない!二つに割れてるカブトムシの角の発生学2017

    • Author(s)
      新美輝幸
    • Organizer
      発生学おもしろDuoトーク「ペットの発生学 -カブトムシvsキンギョ-」
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      2017 Annual Research Report
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  • [Presentation] NGS解析で迫るカブトムシの角形成2017

    • Author(s)
      新美輝幸
    • Organizer
      NGS現場の会 第五回研究会,アカデミックセッション「NGSが可能にした進化ゲノミクス最前線」
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      2017 Annual Research Report
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  • [Presentation] 性決定遺伝子で探る甲虫の武器2017

    • Author(s)
      新美輝幸
    • Organizer
      特別企画展「武器甲虫」記念講演会
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  • [Presentation] はじめに2017

    • Author(s)
      新美輝幸
    • Organizer
      日本進化学会第19回大会 シンポジウム “エボデボから見る非モデル生物研究の魅力”
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  • [Presentation] 非モデル昆虫のエボデボ研究2017

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      新美輝幸
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      日本進化学会第19回大会 シンポジウム “エボデボから見る非モデル生物研究の魅力”
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  • [Presentation] カブトムシの角形成における性決定遺伝子の機能2017

    • Author(s)
      森田慎一・新美輝幸
    • Organizer
      平成29年度日本動物学会第88回大会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 進化発生学で探るカブトムシの角の進化2016

    • Author(s)
      新美輝幸
    • Organizer
      九大農セミナー
    • Place of Presentation
      九州大学 農学部5号館, 福岡県福岡市
    • Year and Date
      2016-10-27
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  • [Presentation] カブトムシの角形成分子機構の解明を目指して2016

    • Author(s)
      森田慎一・大出高弘・新美輝幸
    • Organizer
      昆虫ワークショップ2016 (第10回)
    • Place of Presentation
      富士箱根ランド, 静岡県田方郡函南町
    • Year and Date
      2016-08-31
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] カブトムシの角における運命決定遺伝子の同定と多様性創出機構の解明2016

    • Author(s)
      森田慎一・新美輝幸
    • Organizer
      第二回 ユニークな少数派実験動物を扱う若手が最先端アプローチを勉強する会
    • Place of Presentation
      岡崎コンファレンスセンター, 愛知県岡崎市
    • Year and Date
      2016-08-21
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Book] クワガタムシ、カブトムシ学の最新研究2017

    • Author(s)
      荒谷邦雄・久保田耕平・森田慎一・新美輝幸・後藤寛貴・鈴木良芽・三島達也
    • Total Pages
      56
    • Publisher
      豊橋自然史博物館
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-04-26   Modified: 2022-02-28  

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