Evolution of sterilization genes in termites

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K18591
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 林 良信 慶應義塾大学, 法学部(日吉), 助教 (70626803)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: シロアリ / 社会性 / 連鎖解析

Outline of Annual Research Achievements

社会性は、細菌からヒトまで様々な分類群の生物でみられ、生物進化について理解を深めるために探究すべき重要な現象である。本研究では、特に複雑で巨大な社会を構築するシロアリにおいて、社会性に関わる遺伝子である不妊化遺伝子の同定を目指す。そして、その進化過程を解明することで、昆虫における社会性の進化機構を解明に向けた研究基盤の構築を目的とする。そのために本研究では、次世代DNAシークエンサーを用いた不妊虫と繁殖虫のゲノム多型解析（RAD-seq）により、ヤマトシロアリの不妊化遺伝子の同定を試みた。その結果、不妊化遺伝子と連鎖するゲノム領域の特定をすることができた。さらに、カースト特異的にPCR増幅をすることができるプライマーを開発することができた。これらの成果により、不妊化遺伝子の候補が絞り込まれた。また、不妊化遺伝子と連鎖するゲノム領域をさらに絞り込むために、異系交配によって得られたサンプルを用いたRAD-seqを行い、ヤマトシロアリの全ゲノム情報を利用したバイオインフォマティクス解析により、さらに絞りこみができた。
ヤマトシロアリの不妊化遺伝子は性決定因子との強い相互作用があることが示唆されているため、その機能解析をする際にはシロアリにおける性決定因子との相互作用を調べる必要がある。本研究ではゲノム・トランスクリプトーム解析によって、性特異的に発現する遺伝子を同定することができた。性が決定される発生段階においてこの遺伝子のノックダウンすることで実際に性が変わるかを今後明らかにし、さらに不妊化遺伝子と相互作用があるかを解明していく。
以上の成果によって、シロアリの社会性を実現する上できわめて重要な因子である不妊化遺伝子の特定に大きく近づいた。今後はさらに遺伝子機能解析を進めることによって、不妊化遺伝子の機能を解明していく。