2021 Fiscal Year Annual Research Report
シロアリにおける社会レベルの免疫システムとしての巣仲間認識・排他行動の機構解明
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20J20278
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小西 堯生 京都大学, 農学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Keywords | 動物行動学 / 昆虫生態学 / 社会性昆虫 / シロアリ / 超個体の生理学 / 好白蟻性昆虫 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に引き続き、シロアリのコロニーから生殖を担う王・女王が失われると非巣仲間排除行動をはじめとする様々な利他行動のレベルが低下し、社会の統制が失われる現象に着目した研究を行った。本年度の研究では、生殖カースト特異的な代謝関連遺伝子、特に窒素源としてコロニー内でやりとりされる尿酸の代謝に関わる遺伝子の高発現がシロアリにおける社会の維持において重要な役割を担っていることが明らかになった。
具体的には、中腸内容物の分析およびリアルタイムPCRを用いた遺伝子発現解析の結果、尿酸がワーカーから生殖カーストにフローしており、尿酸を利用する最初の反応を触媒する尿酸オキシダーゼの遺伝子（RsUAOX）が生殖カースト特異的に高発現していることが明らかになった。さらにRNAiおよび阻害剤のインジェクションにより尿酸オキシダーゼの機能阻害を行った結果、女王の産卵数が減少したことから、シロアリの繁殖における尿酸代謝の重要性が示された。また、このシステムの維持において、王が特に重要な役割を担っていることが示唆された。王はシロアリ社会の血縁構造の維持においても鍵となる存在であることから、本研究の結果は真社会性昆虫におけるカースト分業の本質を理解する上できわめて重要な知見である。
また、全国各地でシロアリのサンプリングを行う中で、与那国島のキアシシロアリ（Reticulitermes flaviceps）の巣内から未記載種と考えられるTrichopsenius属のハネカクシを発見し、論文発表を行った。好白蟻性ハネカクシの生活史に関しては未解明な点が多く、シロアリの非巣仲間排除行動を回避するしくみなど生態学的な研究の対象として興味深い。これらの知見は、巣仲間認識および排他行動のメカニズム解明という観点からも重要な基盤情報といえる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度はRNA-seqによる発現量解析やRNAiによる機能解析など様々なアプローチを検討しながら、シロアリの非巣仲間排除行動にとどまらず、真社会性を支えるカースト分業の分子基盤まで掘り下げることができた。したがって、期待以上の進展がみられたため上記の評価に値する。また、一連の研究成果については森林総合研究所の森林生物セミナーおよび第66回応用動物昆虫学会大会の小集会において発表を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の課題としては、社会レベルで行われている代謝経路の全貌を明らかにするため、安定同位体標識された尿酸を導入してトレース解析を行う。また、次年度が最終年度であるため、一連の研究成果について7月にサンディエゴで開催される国際社会性昆虫学会で発表を行うとともに、国際学術誌に論文を投稿する。
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Research Products
(3 results)
