昆虫変態に伴う蛹コミットメントと細胞死の分子機構の解明

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25292195
• Research Institution: Hirosaki University
• Principal Investigator: 比留間 潔 弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (70374816)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金児 雄 弘前大学, 農学生命科学部, 助教 (90633610)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: Verson's gland / 蛹変態 / エクダイソン / コミットメント / 幼若ホルモン / インスリン / crochet / 細胞死

Outline of Annual Research Achievements

カイコの巨大単一細胞Verson’s glandは終齢きにおいて幼虫から蛹へと変態し、その蛹コミットメントは摂食と血中幼若ホルモン（JH）の低下により引き起こされることをすでに示した。JHによるコミットメント抑制の分子機構は昨年度にほぼ解明できたので、平成２７年度はインスリンによるコミットメントの誘導に焦点を当てた。
我々が開発したVerson’s glandへの遺伝子の導入技術により、インスリン伝達経路関連因子をdsRNAによりサイレンシングして、インスリンのコミットメントに及ぼす役割について追求した。その結果インスリンはVerson’s glandの外の組織に作用して液性因子を生成し、この因子がVerson’s gland内に取り込まれることにより、幼虫形質を発現できないようにコミットメントすることを明らかにした。しかし蛹形質を発現する蛹コミットメントを引き起こすことが出来なかった。一方Verson’s gland内ではTORにより活性化された Aktが蛹コミットメントを引き起こすことを明らかにした。すなわちVerson’s glandの蛹コミットメントは、JH不在下において、幼虫形質発現を阻害するインスリンシグナル経路と実際の蛹形質のコミットメントを誘導するTOR シグナル経路が関与する2つのステップで誘導されることがわかった。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Allatotropin inhibits juvenile hormone biosynthesis by the corpora allata of adult Bombyx mori (2015)
  • Author(s): Kaneko, Y., and Hiruma, K.
  • Journal Title: J. Insect Physiol. Volume: 80 Pages: 15-21
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jinsphys.2015.01.005
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Preface. “Special Issue for proceedings of The Tenth International Conference on Juvenile Hormones” (2015)
  • Author(s): Shinoda, T., Hiruma, K., and Shiotsuki, T.
  • Journal Title: J. Insect Physiol. Volume: 80 Pages: 1
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jinsphys.2015.07.016
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Identification of two juvenile hormone inducible transcription factors from the silkworm, Bombyx mori (2015)
  • Author(s): Matsumoto, H., Ueno, C., Nakamura, Y., Kinjoh, T., Ito, Y., Shimura, S., Noda, H., Imanishi, S., Mita, K., Fujiwara, H., Hiruma, K., Shinoda, T., and Kamimura, M.
  • Journal Title: J. Insect Physiol. Volume: 80 Pages: 31-41
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jinsphys.2015.02.011
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Molecular cloning, developmental expression, and tissue distribution of diapause hormone and pheromone biosynthesis activating neuropeptide in the bamboo borer, Omphisa fuscidentalis (2015)
  • Author(s): Suang, S., Manaboon, M., Chantawannakul, P., Singtripop, T., Hiruma, K., and Kaneko, Y.
  • Journal Title: Physiol. Entomol. Volume: 40 Pages: 247-256
  • DOI: DOI: 10.1111/phen.12109
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 昆虫の発育とホルモン：40年の研究生活で得たこと考えたこと (2015)
  • Author(s): 比留間潔
  • Journal Title: 東北蚕糸・昆虫利用研究報告 Volume: 40 Pages: 1-7
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 幼若ホルモンによるVerson’s gland蛹コミットメント抑制作用の分子機構 (2016)
  • Author(s): 金児雄・高木圭子・比留間潔
  • Organizer: 日本昆虫学会第76回大会・第60回日本応用動物昆虫学会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
  • Year and Date: 2016-03-26 – 2016-03-29
• [Presentation] 昆虫の発育とホルモン －研究生活40年の歩み－ (2016)
  • Author(s): 比留間潔
  • Organizer: 日本昆虫学会第76回大会・第60回日本応用動物昆虫学会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
  • Year and Date: 2016-03-26 – 2016-03-29
  • Invited
• [Presentation] クワコ成虫の発生時期 (2016)
  • Author(s): 河本夏雄・冨田秀一郎・木内信・桑原伸夫・金児雄・比留間潔・水谷信夫・行弘研司
  • Organizer: 日本蚕糸学会第86回大会
  • Place of Presentation: 京都工芸繊維大学
  • Year and Date: 2016-03-17 – 2016-03-18
• [Presentation] 栄養シグナルで誘導されるベルソン氏腺の蛹コミットメントの分子機構 (2016)
  • Author(s): 金児雄・高木圭子・比留間潔
  • Organizer: 日本蚕糸学会第86回大会
  • Place of Presentation: 京都工芸繊維大学
  • Year and Date: 2016-03-17 – 2016-03-18
• [Presentation] 幼若ホルモン生合成の制御機構 (2015)
  • Author(s): 金児雄・比留間潔
  • Organizer: 2015年 昆虫ポストゲノム研究会
  • Place of Presentation: Wespa椿山
  • Year and Date: 2015-10-16 – 2015-10-17
• [Presentation] 単一細胞の蛹コミットメント誘導メカニズム (2015)
  • Author(s): 比留間潔・金児雄
  • Organizer: 2015年 昆虫ポストゲノム研究会
  • Place of Presentation: Wespa椿山
  • Year and Date: 2015-10-16 – 2015-10-17
  • Invited
• [Presentation] カイコガ終齢幼虫での、かぎ爪産生細胞の予定細胞死 (2015)
  • Author(s): 高木圭子・金児雄・比留間潔
  • Organizer: 2015年 昆虫ポストゲノム研究会
  • Place of Presentation: Wespa椿山
  • Year and Date: 2015-10-16 – 2015-10-17
• [Presentation] RNAシークエンスを用いたVerson’s gland蛹コミットメントに関与する遺伝子の探索 (2015)
  • Author(s): 金児雄・高木圭子・熊野健太・田村大・奈良岡留美・比留間潔
  • Organizer: 日本蚕糸学会第85回大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2015-09-26 – 2015-09-27
• [Presentation] Telotrophic ovaryにおける濾胞の貧栄養状態下での細胞死の制御機構 (2015)
  • Author(s): 高木圭子・野坂涼・金児雄・比留間潔
  • Organizer: 日本蚕糸学会第85回大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2015-09-26 – 2015-09-27
• [Presentation] Pupal commitment of a single-celled Verson’s gland is induced in a two-step process by the insulin and TOR/Akt signals, which occurs gradually, not on an all-or-none basis (2015)
  • Author(s): Hiruma, K. and Kaneko, Y.
  • Organizer: The 2nd International Insect Hormone Workshop
  • Place of Presentation: Crete, Greece
  • Year and Date: 2015-07-12 – 2015-07-18
  • Int'l Joint Research