Molecular mechanisms of the left-right asymmetry in the paired organs: A study focused on the forewings of the Japanese bell cricket

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21436
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 44:Biology at cellular to organismal levels, and related fields
• Research Institution: National Institute for Basic Biology
• Principal Investigator: Nakamura Taro 基礎生物学研究所, 進化発生研究部門, 助教 (80548834)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2023-03-31
• Keywords: 左右非対称性 / 発生生物学 / 昆虫 / コオロギ

Outline of Final Research Achievements

This study focused on the asymmetrical formation of the pronotum in the forewings of Homoeogryllus japonicus, Japanese bell cricket belonging to the family Gryllidae. It aimed to clarify the molecular basis for the left-right asymmetry in the paired organs. As a result of this project, we were able to identify the timing of the formation of the sound-producing organs. Using the timing as an indicator, we performed RNA-seq analysis of the forewings of Japanese bell cricket. Then, we could list the genes whose expression levels differed between the left and right forewings. Then, we performed a comprehensive gene function analysis by RNAi method and identified the genes involved in the left-right asymmetry in the forewings.

Free Research Field

発生生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

マウスやショウジョウバエなど限られたモデル生物を用いて進展してきた左右非対称性に関する研究は、いずれも体に1つしか存在しない器官の発生過程で生じる左右非対称性を対象としてきた。ゆえに、1対の器官が左右で独立に発生する際に生じる左右非対称性は、既知のメカニズムとは異なる原理の発見につながると考えられる。本研究では、スズムシの翅にある発音器官が左右で異なって形成されることに着目した。本課題遂行により、次世代シークエンス解析とRNAi法による機能解析法を駆使することで、1対の器官に生じる左右非対称性に関与する遺伝子を同定することに成功した。