2022 Fiscal Year Annual Research Report
Analyses of Kenyon cell type diversification in hymenopteran insect brains and its relationship with behavioral evolution
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20H03300
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
久保 健雄 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10201469)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ミツバチ / ハバチ / キノコ体 / ケニヨン細胞 / Mblk-1 / ecdysone receptor / ChIP-seq解析 / 単一細胞RNA-seq解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者はこれまでに、ミツバチの脳高次中枢（キノコ体）が、遺伝子発現プロファイルの異なる3種類のケニヨン細胞サブタイプ（大型・中間型・小型）で構成されること、サブタイプの種類がハチ目昆虫の、ハバチ亜目（植食性）→有錐類（寄生性）→有剣類（営巣性）という行動進化に伴って、1→2→3と増加した可能性を示唆した。本研究では、ミツバチの各サブタイプ選択的に発現する遺伝子の機能をChIP-seq解析やゲノム編集により調べると共に、これら遺伝子の機能および発現パターンをミツバチとハバチで比較することにより、各サブタイプの機能およびハチ目昆虫の行動進化に伴うケニヨン細胞の進化動態の解明を目的とした。
最終年度である今年度は、以下の研究成果の論文発表を進めた。1）大型サブタイプ選択的に発現する転写因子Mblk-1のChIP-seq解析により、Mblk-1は蛹と成虫で標的遺伝子が異なり、成虫では神経可塑性関連遺伝子の発現亢進に働くことを示唆した〔Matsumura et al., Sci. Rep. (2022)〕。2）カブラハバチの1種類のサブタイプとミツバチの3種類のサブタイプの遺伝子発現プロファイルの単細胞RNA-seq法による比較、および両種でキノコ体内の発現パターンが異なる2遺伝子の記憶・学習における機能比較により、ミツバチの各ケニヨン細胞サブタイプは、祖先型の多機能性ケニヨン細胞から機能分離と専門化を経て進化したというモデルを提示した〔Kuwabara, Kohono et al., Sci. Adv. (2023)〕。3）小型サブタイプ選択的に発現する転写因子EcRのChIP-seq解析により、蛹と成虫の脳では標的遺伝子が異なり、成虫では脂質代謝関連遺伝子群の発現抑制に働くことを示唆した（論文投稿中）。なお、2）の研究成果についてはプレスリリースを行なった。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Remarks |
Kuwabara, Kohno et al. Science Advances (2023)の論文について、日本語版を大学院理学系研究科、英語版を東京大学本部からプレスリリースを行なった。
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