2017 Fiscal Year Annual Research Report
Royal Epigenetics: Molecular basis of the extended longevity of reproductives in social insects
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25221206
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
松浦 健二 京都大学, 農学研究科, 教授 (40379821)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井内 良仁 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (60272069)
鎌倉 昌樹 富山県立大学, 工学部, 講師 (60363876)
ミケェエヴ アレクサンダー 沖縄科学技術大学院大学, 生態・進化学ユニット, 准教授 (90601162)
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| Project Period (FY) |
2013-05-31 – 2018-03-31
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| Keywords | 社会性昆虫 / 寿命 / ゲノムインプリンティング / 単為生殖 / シロアリ / メタボローム / トランスクリプトーム / ロイヤラクチン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヤマトシロアリのカースト決定にゲノムインプリンティングが関与していることを明らかにし、数理モデルによって子のカースト運命にかかるインプリンティングの効果を定量的に予測することを可能にした。また、インプリンティング強度とDNAメチル化酵素遺伝子DNMT1およびDNMT３の発現パターンが一致することから、インプリンティング因子としてDNAのメチル化が関与していることが示唆された。さらに、野外の巣の王室内酸素濃度・二酸化炭素濃度の測定に基づき、酸素・二酸化炭素制御インキュベータを用いて女王の繁殖に与える効果を評価したところ、王室と同様の低酸素・高二酸化炭素環境において女王妊性とビテロジェニン遺伝子の発現が高まることを明らかにした。
女王と王への給餌行動の観察データから、王と女王の餌は、主にワーカーからの経口給仕によって与えられていることが明らかになった。経口給餌物を採取するための観察・実験装置を開発し、王と女王の餌の採取に成功した。現在、その成分を特定するための分析を行っている。
また、ヤマトシロアリの女王の活性酸素種ROS消去能が他のカーストに比べて有意に高いことが明らかになり、長寿命の生殖虫では抗酸化酵素Cu/Zn-SODが特に高発現していることを突き止めた。ただし、RsSOD1とRsSOD3A遺伝子の発現レベルは他のカーストと有意差はなく、cofactorである銅イオンCu2＋、Cu+を女王が多く持っていることが、Cu/Zn-SODの高活性をもたらしていると考えられた。
ミツバチの女王蜂と働き蜂を対象としたRNA-seq解析を行った結果、解糖系、TCAサイクル、電子伝達系に関与する多くの因子の遺伝子発現が女王蜂で働き蜂に比べ低下しており、その発現低下は羽化6か月の女王蜂でも維持されていた。これらの結果から、女王蜂では、エネルギー代謝関連酵素の発現を抑制することで省エネルギー仕様となり、寿命を延長させている可能性が示唆された。
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| Research Progress Status |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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