2019 Fiscal Year Annual Research Report
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18J21561
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
奥出 絃太 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| Keywords | トンボ / 変態 / 体色形成 / RNAseq / RNAi / 幼若ホルモン / エクダイソン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
トンボは変態を行う最も祖先的な昆虫のひとつであり、昆虫の繁栄の鍵と言われる「変態」の進化的起源を考察する上で重要である。また蛹を経ること無く、水中の幼虫「ヤゴ」から陸上の成虫へと劇的に変態する点で、発生学的・生理学的にも大変興味深いと考えられている。しかしこれまでにトンボの脱皮・変態・成熟に関する分子レベルの研究はほとんど行われてこなかった。本研究では、申請者の確立したアオモンイトトンボの研究室内での飼育系を用いて、①トンボの脱皮・変態・成熟に対する昆虫ホルモン（幼若ホルモンとエクジステロイド）の役割、②トンボの脱皮・成熟・変態に伴って発現変動する遺伝子の機能、の大きく2つに着目し、トンボの脱皮・変態・成熟がどのように引き起こされ、進行するのかというメカニズムを明らかにすると共に、他の昆虫や節足動物との比較により、どのように変態が獲得されたのかについての解明に挑む。
2019年度は、2018年度に引き続き、幼虫と成虫とで特異的に発現している遺伝子について、さらに大規模な遺伝子のRNAiスクリーニングを行ったところ、RNAiによる遺伝子機能阻害が成虫の形態形成に影響を与える複数の転写因子の新たな同定に成功した。また、2019年度は、変態に伴ってトンボが茶色いヤゴから色鮮やかな成虫へと劇的に体色を変化させることにも注目し、RNAseqによるトンボの体色・模様特異的発現遺伝子の網羅的な探索も行った。
これらの研究成果について、ギリシャ・クレタ島で行われた国際学会4th International Insect Hormone Workshopと、日本進化学会第21回大会で発表を行い、両方において優秀口頭発表賞を受賞した。
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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
2019年度に計画していた昆虫ホルモン合成系の遺伝子をプローブとしたIn situ hybridization法によるトンボにおける幼若ホルモンとエクジソンの産生器官の探索は、サンプルが限られていたため進まなかったが、2019年度は、幼虫・成虫の変態に関与する新たな複数の転写因子の同定や、成虫の色鮮やかな体色形成に関与する遺伝子群の探索など、広く様々な実験を行うことができたため、全体としては概ね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度は、これまでの実験から得られたデータの論文執筆を重点的に行い、その中で不足している実験データの収集を積極的に行う。具体的には、トンボの変態へ関与することを見出した遺伝子について、RNAiによる機能阻害個体のRNAseqデータの解析や、電子顕微鏡を用いたRNAi個体の表皮の詳細な観察などを行う。
また同時に、成虫の模様特異的に発現する遺伝子についてRNAiによる機能阻害スクリーニングを行い、トンボの色鮮やかな体色・模様形成に関与する遺伝子の探索を行う。
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