社会環境に依存した生体恒常性維持の制御基盤解明

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K14761
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 古藤 日子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (80583997)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 社会性昆虫 / アリ / 消化 / 行動アッセイ

Outline of Annual Research Achievements

我々を含む多くの生物にとって、社会的環境は個体の健康に大きな影響を及ぼすことが知られている。特に、社会的孤立状態は様々な生物の行動や生理状態に対して負の作用をもち、健康状態を脅かす一因となる。本研究は社会性昆虫アリを研究対象とし、社会環境に依存した個体の行動や生理状態の制御メカニズムやその分子基盤、及び進化的起源を明らかにすることを目指すものである。これまでに次世代シーケンスによる孤立環境での遺伝子発現変化の解析を行ってきた。特に、本研究で着目する消化酵素であるマルテースの発現解析を進めた。マルテースはショウジョウバエで10遺伝子、ミツバチでは2遺伝子が同定され、それぞれの生物種の栄養環境等により遺伝子重複等の変化を受けやすいことがこれまでに知られている。本研究で用いる大工アリにおいては少なくとも5つのマルテース遺伝子が存在することが示唆され、その中でも孤立環境において発現変動がみられる２つの遺伝子に着目した、定量PCR実験、及び組織学的発現解析実験の基盤を築いた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2018年度には孤立環境にある個体において網羅的な遺伝子発現解析を進めた。また、これまでの研究から孤立環境にある個体では消化機能の低下が示唆されてきたことから、消化酵素の発現に着目し、その発現解析に向けた定量PCR実験を行い、また特異的抗体の作成を行った。腸組織の生体恒常性を組織学的に記述するための実験基盤を築いた。

Strategy for Future Research Activity

今後は2018年度に実験基盤を築いてきた定量PCR実験、免疫染色実験により孤立環境における消化機能の低下の実態を分子生物学的に明らかにすることを目指す。またdsRNAを用いた遺伝子ノックダウン実験や、これまでに既知の消化酵素の阻害剤投与等により、社会的孤立ストレスと消化機能変化の連関を明らかにすることを目指す。

Causes of Carryover

2018年度には定量PCR実験、組織学的免疫染色実験の基盤構築に時間を要したため、当初予定したよりも分子生物学的実験に要する消耗品の購入等に関する支出が低かったことから、次年度使用額が生じた。2019年度には当初予定した多くの個体を対象とした行動と消化機能の連関解明を行う予定であり、消耗品購入に使用を予定している。