2020 Fiscal Year Research-status Report
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18K06417
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
岡田 賢祐 岡山大学, 環境生命科学研究科, 助教 (40550299)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 生態学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究計画の大きな目的は以下である。生物は、過去の経験を記憶し、学習する。記憶・学習の至近的なメカニズムを扱う研究は多いが、いくつかの遺伝子で巧妙に制御されている。これまで、その至近メカニズムに注目が集まり、学習の進化とその適応的意義に焦点が当たっていない。本研究では、モデル甲虫を用い、実験的な選択によって生じる学習の進化と個体形質への影響を調べる。実験結果から、分子生物学的・量的遺伝学的知見を取り込んだ生態学的手法を駆使し、表現型から遺伝子レベルまでの情報を抽出し、学習行動の適応的意義を探る。これまでの成果として、モデル甲虫として有用なオオツノコクヌストモドキを使用して、以下の研究展開をした。最初に行動の変化が神経伝達物質（生体アミン類）によって左右されることを特定した。またその変化によって、本種の行動にも大きく変化することがわかった。その行動を具体的に上げると、闘争行動、分散行動、繁殖行動と歩行活動である。これら行動形質は本種の適応度に大きく寄与するものである。また神経伝達物質は記憶と密接な関係があり、本種の学習に影響を及ぼすことが考えられる。
また量的遺伝学的解析から、本種の学習行動には遺伝的な基盤があり、これら結果は専門の国際誌に掲載された。加えて、現在ではオオツノで記憶制御に関する候補遺伝子を探索し、発見しつつある。つまり探索した遺伝子の塩基配列の違いをシークエンス解析により明らかにしている。有意なアミノ酸配列が検出された遺伝子において、RNA干渉法を行い、記憶・学習行動に関与するか調査を行った。その結果のほとんどは、国際誌に掲載されている。
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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
上記に記したように、表現型及び遺伝子に関する学習のデータは蓄積された。これは、当初の計画よりも進むペースが早い。さらに、学習に関係する遺伝子のホモログ遺伝子をオオツノで探索することに一部成功した。そしてオオツノからmRNA抽出およびcDNA作製し、オオツノで機能するそれぞれの遺伝子用のPCR primer作製しており、候補遺伝子もすでに発見済みである。候補遺伝子について、RNA干渉法(RNAi)を行い、個体の適応度成分にどのように影響するかを調べ、着々とデータを蓄積しつつある。甲虫類ではlarval RNAi(幼虫体への二本鎖RNAのインジェクションによるRNAi法)が極めて有効である(伊藤ら2010, Tomoyasu et al.2009)。クローニングした遺伝子についてlarval RNAi 法を用うなど、学習行動に関与する遺伝子のスクリーニングが成功している。これらほぼすべての結果をすでに学術誌に掲載されている。残りのデータをもとめた論文が現在査読中であり、これが受理されると計画達成となる。ただし、新型コロナウィルスの影響で論文の投稿、受理そして出版のプロセスに大きな影響を受けており、次年度まで計画が延長される予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
繰り返しになるが、表現型及び遺伝子に関する学習のデータは蓄積されている。今後は蓄積されたデータ国際誌に掲載することが大きな目標であるが、ほとんどのデータはすでに学術誌に掲載済みである。なお、掲載された雑誌は国際的に評価の高い科学雑誌、すなわちRoyal Society等である。次年度は残りのデータをまとめた論文が投稿中であり、それが受理されるように努める。受理後は国内外のプレス発表を通じて、新聞等のメディアに研究成果を発信する。また日本応用動物昆虫学会、日本生態学会、個体群生態学会、またこれら学会に関係する国際会議などで成果発表することを考えている。
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| Causes of Carryover |
本来は、令和二年度で本計画がすべて終了するはずであった。しかし、新型コロナウィルスの影響で本実験データをまとめた論文の査読が遅延する、また共著者が所属する研究機関がロックダウンにより一時的に閉鎖されるなどし、論文の投稿、受理そして出版のプロセスに大きな影響を受けた。その結果、次年度に、出版にかかる費用と論文改定に必要な追試に関連する費用が必要となった。次年度では、この二つの費用、論文掲載費、消耗品（追試用の実験用品・試料と材料昆虫の餌）に使用する予定である。
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