カイコの桑食性と性フェロモン応答性を決定する伴性遺伝子Bmacj6の分子機能

• Project/Area Number: 09J08743
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Applied entomology
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 藤井 告 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2009 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2011: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2010: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2009: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
• Keywords: 嗅覚 / Olfactory receptor / 性フェロモン / 触角 / 脳 / 転写因子 / acj6 / 鱗翅目昆虫 / 味覚 / Gustatory receptor / Odorant binding protein / Chemosensory protein / RNAseq / 性フェロモン応答性 / 嗅覚受容体 / 軸索投射 / カイコ / ボンビコール / ボンビカール

Research Abstract

蛾類は、性フェロモンを利用して雌雄間での交信を行っている。個々の種の雌は、特定の性フェロモンを合成し、雄の配偶行動は、同種の雌が合成する性フェロモンによって特異的に誘起される。雌が合成する性フェロモン成分と雄の性フェロモン選好性の種間差が、どのような遺伝的なメカニズムで生み出されているのかという問題に関して、これまでに数々の研究が報告されているが、後者に関する分子遺伝学的な知見は、カイコを含め数種の蛾類において、性フェロモン受容体をコードする遺伝子が明らかにされているに過ぎなかった。性フェロモン選好性が分化するには、匂いを受容する触角と、情報を処理する脳の両方が、新たな性フェロモンへと複合的に適応する必要があり、性フェロモン受容体を単離するだけで解決するような単純な問題ではない。
カイコでは、雄は雌が放出する性フェロモンであるボンビコールに特異的に応答して交尾行動を示す。申請者は、最近二年間の研究によって、転写因子BmAcj6をコードする伴性遺伝子に異常のある変異体(spliとspli^<B1>)は、ボンビコールにほとんど応答しなくなるだけでなく、正常な雄は反応しないはずのボンビカール(ボンビコールの酸化物)に強く反応して交尾行動を起こすことを発見し、そのメカニズムを解析してきた。本年度は、それらの研究成果をまとめ、PNAS誌において公表した。本研究成果は、伴性遺伝子Bmacj6が、触角での性フェロモンの受容(末梢)と脳での情報処理(中枢)の両方を、複合的に制御していることを明らかにすると同時に、性フェロモン応答性という複合適応形質を制御している遺伝子の一つを世界で初めて発見した画期的な成果である。

Research Products

• [Journal Article] Female sex pheromone and male behavioral responses of the bombycid moth Trilocha varians : comparison with those of the domesticated silkmoth Bombyx mori (2012)
  • Author(s): Daimon Takaaki
  • Journal Title: Naturwissenschaften Volume: 99 Issue: 3 Pages: 207-215
  • DOI: 10.1007/s00114-012-0887-3
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Altered expression of testis-specific genes, piRNAs, and transposons in the silkworm ovary masculinized by a W chromosome mutation (2012)
  • Author(s): Hara Kahori
  • Journal Title: BMC Genomics Volume: (in press) Issue: 1 Pages: 119-119
  • DOI: 10.1186/1471-2164-13-119
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Interspecies linkage analysis of mo, a Bombyx mori locus associated with mosaicism and gynandromorphism (2012)
  • Author(s): Fujii Tsuguru
  • Journal Title: Genetica Volume: 139 Issue: 10 Pages: 1323-1329
  • DOI: 10.1007/s10709-012-9634-0
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 「油蚕と尿酸代謝」油蚕とメンブレントラフィック (2012)
  • Author(s): 藤井告
  • Journal Title: 蚕糸昆虫バイオテック Volume: 80巻 Pages: 93-102
• [Journal Article] The silkworm W chromosome is a source of female-enriched piRNAs (2011)
  • Author(s): Kawaoka Shinpei
  • Journal Title: RNA Volume: 17 Issue: 12 Pages: 2144-2151
  • DOI: 10.1261/rna.027565.111
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sex-linked transcription factor involved in a shift of sex-pheromone preference in the silkmoth Bombyx mori (2011)
  • Author(s): Fujii Tsuguru
  • Journal Title: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America Volume: 108 Issue: 44 Pages: 18038-18043
  • DOI: 10.1073/pnas.1107282108
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification and characterization of the fusion transcript, composed of the apterous homolog and a putative protein phosphatase gene, generated by 1.5-Mb interstitial deletion in the vestigial (Vg) mutant of Bombyx mori. (2011)
  • Author(s): Fujii Tsuguru
  • Journal Title: Insect Biochemistry and Molecular Biology Volume: 41 Pages: 306-312
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transgenic analysis of the BmBLOS2 gene that governs the translucency of the larval integument of the silkworm, Bombyx mori. (2010)
  • Author(s): Fujii Tsuguru
  • Journal Title: Insect Molecular Biology Volume: 19 Pages: 659-667
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular analysis of sex chromosome-linked mutants in the silkworm Bombyx mori. (2010)
  • Author(s): Fujii Tsuguru
  • Journal Title: Journal of Genetics Volume: 89 Pages: 365-374
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel non-autonomous transposable elements on W chromosome of the silkworm, Bombyx mori. (2010)
  • Author(s): Abe Hiroaki
  • Journal Title: Journal of Genetics Volume: 89 Pages: 375-387
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identitication and molecular characterization of a sex chromosome rearrangement causinga soft and pliable (spli) larval body phenotype in the salkworm Bombyx mori. (2010)
  • Author(s): Tsuguru Fujii
  • Journal Title: Genome 53 Pages: 45-59
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Bombyx mandarina mutant exhibiting translucent larval skin is controlled by the molybdenum cofactor sulfurase gene. (2009)
  • Author(s): Tsuguru Fujii
  • Journal Title: Genes and Genetic Systems 84 Pages: 147-152
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] (2009)
  • Author(s): Hiroaki Abe
  • Journal Title: Sex Chromosomes and Sex Determination in Bombyx mori(CRC Press) Pages: 65-87
• [Journal Article] (2009)
  • Author(s): Hiroaki Abe
  • Journal Title: Molecular characteristics of the W chromosome, Z chromosome and retrotransposable elements of the silkworm, Bombyx mori(International Book Mission, Academic Publisher, South India) Pages: 203-228
• [Journal Article] Molecular phylogeny, laboratory rearing, and karyotype of the bombycid moth, Trilocha varians (Lepidoptera : Bombycidae : Bombycinae)
  • Author(s): Daimon Takaaki
  • Journal Title: Journal of Insect Science Volume: (In press)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] カイコのアルビノ(al)はテトラヒドロビオプテリン(BH4)生合成関連遺伝子に変異を持つ (2012)
  • Author(s): 藤井告
  • Organizer: 第56回日本応用動物昆虫学会大会小集会
  • Place of Presentation: 近畿大学(奈良)
  • Year and Date: 2012-03-28
• [Presentation] 第11染色体を部分的に欠失したカイコの食性異常 (2012)
  • Author(s): 藤井告
  • Organizer: 日本蚕糸学会第82回大会
  • Place of Presentation: 九州大学(福岡)
  • Year and Date: 2012-03-19
• [Presentation] カイコにおける染色体異常の命名法-od座を含むものを例に- (2012)
  • Author(s): 藤井告
  • Organizer: 日本蚕糸学会第82回大会グループ研究会
  • Place of Presentation: 東京大学(東京)(招待講演)
  • Year and Date: 2012-03-19
• [Presentation] カイコのGe(Giant egg)系統で同定した伴性遺伝子の構造異常 (2012)
  • Author(s): 藤井告
  • Organizer: 日本蚕糸学会第82回大会
  • Place of Presentation: 九州大学(福岡)
  • Year and Date: 2012-03-18
• [Presentation] カイコのacj6変異体に認められる性フェロモン応答性と食性の異常 (2011)
  • Author(s): 藤井告
  • Organizer: 第55回日本応用動物昆虫学会大会小集会
  • Place of Presentation: 九州大学(福岡)
  • Year and Date: 2011-03-29
• [Presentation] p50T系統に生じた新規突然変異の遺伝学的解析 (2011)
  • Author(s): 藤井告
  • Organizer: 日本蚕糸学会第81回大会
  • Place of Presentation: 東京大学(東京)
  • Year and Date: 2011-03-21
• [Presentation] 融合染色体の解離とZ染色体および第13染色体への再転座 (2011)
  • Author(s): 藤井告
  • Organizer: 日本蚕糸学会第81回大会
  • Place of Presentation: 東京大学(東京)
  • Year and Date: 2011-03-20
• [Presentation] moはカイコの第14染色体に連鎖する (2010)
  • Author(s): 藤井告
  • Organizer: 日本蚕糸学会関東支部第61回学術講演会
  • Place of Presentation: 蚕糸会館(東京)
  • Year and Date: 2010-11-18
• [Presentation] 青熟油(oa)の原因遺伝子はBmHPS5である (2010)
  • Author(s): 藤井告
  • Organizer: 日本蚕糸学会第80回記念大会
  • Place of Presentation: 信州大学(長野)
  • Year and Date: 2010-04-03
• [Presentation] カイコの伴性突然変異Vg(痕跡翅)に特異的なptpとapterousとの融合遺伝子 (2010)
  • Author(s): 藤井告
  • Organizer: 第54回日本応用動物昆虫学会大会
  • Place of Presentation: 千葉大学西千葉キャンパス
  • Year and Date: 2010-03-26
• [Presentation] カイコの伴性突然変異spliとBtに認められる性フェロモン応答性の異常 (2009)
  • Author(s): 藤井告
  • Organizer: 日本蚕糸学会関東支部第60回学術講演会
  • Place of Presentation: 宇都宮大学大学会館多目的ホール
  • Year and Date: 2009-11-06
• [Presentation] カイコのspli変異体に認められる食性と性フェロモン応答性の異常 (2009)
  • Author(s): 藤井告
  • Organizer: 昆虫ポストゲノム研究会
  • Place of Presentation: 北海道大学遠遊学舎
  • Year and Date: 2009-09-09
• [Presentation] acj6 mutants of the silkworm Bombyx mori cannot discriminale mulberry from beet leaves (2009)
  • Author(s): Tsuguru Fujii
  • Organizer: The Eighth International Workshop on MOLECULAR BIOLOGY AND GERETICS OF THE LEPIDOPTERA
  • Place of Presentation: Orthodox Academy in Kolympari, Crete, Greece
• [Remarks]
  • URL: http://www.a.u-tokyo.ac.jp/topics/2011/20111018-1.html