カイコの季節戦略を規定する環境温度の受容と記憶に関わるセルセンサーの解明

• Project Area: Molecular interaction and modal shift of cellular sensors
• Project/Area Number: 21026012
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 塩見 邦博 信州大学, 繊維学部, 准教授 (70324241)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安河内 祐二 独立行政法人農業生物資源研究所, 昆虫科学研究領域 昆虫ゲノム研究・情報解析ユニット, 主任研究員 (50355723) ; 曽我部 隆彰 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(共通施設), 岡崎共通研究施設, 特任助教 (70419894)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥4,800,000 (Direct Cost: ¥4,800,000); Fiscal Year 2010: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000); Fiscal Year 2009: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
• Keywords: TRPチャネル / 発生可塑性 / 季節的多型 / 胚休眠 / カイコ

Research Abstract

カイコの胚休眠誘導にみられる季節戦略は親子2世代にわたった独自の環境応答機構である。胚を25℃に保護すれば次世代卵は休眠し、胚発生初期で細胞分裂を停止し形態形成が停止する。15℃では次世代は非休眠卵となり、約1週間で幼虫が艀化する。このように、親が受けた温度条件により、子供(胚)の運命(表現型)が決定する。カイコの胚がどのようにして25℃と15℃の温度の違いを感受し、約1ヶ月後に行われる休眠ホルモン放出までの期間に温度情報を記憶しているのか、未だ不明のままである。我々は、カイコゲノム中に存在する全trpチャネルcDNAのクローニングし、休眠タイプの卵に二本鎖RNAを注射することによるRNAiにより休眠誘導に関係するtrp遺伝子をスクリーニングした。その結果、trpalのRNAiにより、非休眠卵が誘導された。次に哺乳類の培養細胞系を利用した細胞生理学的解析により、TRPA1の温度感受性能を調査した。その結果、TRPA1は活性化温度閾値を約20℃にもつ、温度センサーであることが分かった。また、植物成分由来の数種のリガンドによっても活性化されることが分かった。さらに、この遺伝子は胚期での強い発現が認められた。これらの結果から、TRPA1は胚期の20℃以上の保護温度を感受し、次世代の休眠性を規定するセンサー分子であることが示唆された。現在、胚期での発現細胞の同定、休眠ホルモン分泌との関連性を調査するとともに、リガンド剤による休眠の制御を試みている。

Research Products

• [Journal Article] Identification of a cis-regulatory element that directs prothoracicotropic hormone gene expression in the silkworm Bombyx mori. (2011)
  • Author(s): Ohtsuka, K., Atsumi, T., Fukushima, Y., Shiomi, K.
  • Journal Title: Insect Biochem Mol Biol. Volume: 41 Pages: 356-361
  • NAID: 120007104139
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Immunoreactive intensity of FXPRL amide neuropeptides in response to environmental conditions in the silkworm, Bombyx mori. (2010)
  • Author(s): Hagino, A., Kitagawa, N., Imai, K.Yamashita, O., Shiomi, K.
  • Journal Title: Cell Tssue Res. Volume: 342 Pages: 459-469
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 昆虫の季節戦略と私の研究展望 (2010)
  • Author(s): 塩見邦博
  • Journal Title: 蚕糸・昆虫バイオテック Volume: 79 Pages: 25-28
  • NAID: 10027849758
• [Presentation] チョウ目昆虫の季節戦略と感覚センサー (2010)
  • Author(s): 塩見邦博
  • Organizer: シンポジュウム「昆虫の排泄・水分調節の解明と応用展開-アクアポリンファミリーの生理とその破綻-」
  • Place of Presentation: 新潟大学大学院
  • Year and Date: 2010-12-27
• [Presentation] カイコのTRPA1は休眠性の決定に関与する環境温度受容体である (2009)
  • Author(s): 佐藤梓・曽我部隆彰・西岡拓哉・王紅・瀬尾裕樹子・富永真琴・塩見邦博
  • Organizer: 日本蚕糸学会中部支部講演集第65号
  • Place of Presentation: 名古屋市・名古屋大学野依記念学術交流館会議室
  • Year and Date: 2009-12-04
• [Presentation] カイコのTRPA1は多数のリガンドを持つ (2009)
  • Author(s): 佐藤梓・曽我部隆彰・西岡拓哉・王紅・瀬尾裕樹子・富永真琴・塩見邦博
  • Organizer: 日本蚕糸学会中部支部講演集第65号
  • Place of Presentation: 名古屋市・名古屋大学野依記念学術交流館会議室
  • Year and Date: 2009-12-04
• [Presentation] 抗FXPRLアミド抗体の注射によるヒメシロモンドクガ季節的多型への影響 (2009)
  • Author(s): 瀬尾裕樹子・上原裕史・佐藤梓・西岡拓哉・王紅・加藤義臣・塩見邦博
  • Organizer: 日本蚕糸学会中部支部講演集第65号
  • Place of Presentation: 名古屋市・名古屋大学野依記念学術交流館会議室
  • Year and Date: 2009-12-04
• [Book] 動物の感覚センサーと環境応答(平林公男,白井孝治共編)(応用生物学入門) (2010)
  • Author(s): 塩見邦博, 加藤義臣
  • Total Pages: 236
  • Publisher: オーム社
• [Book] "Molecular Mechanisms of Cell-specific Expression of Neuropeptide Hormone Genes, DH-PBAN and PTTH in the Silkworm, Bombyx more" In Developmental gene expressi on regulation (2009)
  • Author(s): Shiomi, K.
  • Total Pages: 18
  • Publisher: Nova Science Publishers, Inc.
• [Book] "昆虫季節戦略を展開する休眠ホルモンと遺伝子"「虫たちが語る生物学の未来」 (2009)
  • Author(s): 塩見邦博
  • Total Pages: 4
  • Publisher: 衣笠会