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ホルモン応答性に着目したシロアリのカースト進化機構の考察:キゴキブリとの比較解析

Research Project

Project/Area Number 15J10817
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Ecology/Environment
Research InstitutionUniversity of Toyama

Principal Investigator

増岡 裕大  富山大学, 理工学教育部, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsカースト分化 / 幼若ホルモン / JHシグナル遺伝子 / キゴキブリ / エクダイソン / 比較トランスクリプトミクス
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題ではシロアリにおけるカーストの進化機構を明らかにするため、姉妹群であるキゴキブリとの比較に重点を置いた研究を行ってきた。本年度ではまず、JH類似体であるピリプロキシフェンによる人為的な兵隊分化誘導過程において、他種昆虫でJHの下流で働くことが知られているシグナル遺伝子群の機能解析を行った。その結果、JHの受容体であるMethoprene-tolerant(Met)遺伝子とその活性化補因子であるSRC遺伝子のノックダウンは兵隊への分化を抑制することが示された。一方で、受容体の下流で働くことが知られているKr-h1やBr-C遺伝子のノックダウンは兵隊分化に影響しないことが示された。以上の結果は、非常に重要な知見であり、兵隊分化を司る遺伝子シグナル経路がJH受容体の下流に新たに獲得されたことを示唆する。一方で、本年度はキゴキブリにおける本格的な分子生物学的手法を用いた解析に着手した。その結果、キゴキブリにおいてRNAi方による遺伝子ノックダウン法の確立に成功した。なお、昨年度の結果により、キゴキブリにおいてピリプロキシフェン処理は若齢幼虫の加齢脱皮を誘導することが示されている。そこで、この加齢脱皮誘導過程において、シロアリで検証した遺伝子の内、JH受容体であるMet遺伝子とKr-h1遺伝子のノックダウンを試みた。その結果、シロアリと同様に、Metのノックダウンは脱皮誘導を阻害するものの、Kr-h1は脱皮に影響することはなかった。これらの結果は、シロアリとキゴキブリでみられるJHによる脱皮促進現象には、JH受容体の下流で働く共通のシグナル経路が重要であることを示唆する。本年度は、以上の結果を得ることができ、シロアリの兵隊の進化機構について、姉妹群であるキゴキブリとの比較によりこれまでになかった新たな切り口の考察が可能となった。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2016 2015 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Gene expression changes in the tyrosine metabolic pathway regulate caste-specific cuticular pigmentation of termites2016

    • Author(s)
      Yudai Masuoka, Kiyoto Maekawa
    • Journal Title

      Insect Biochemistry and Molecular Biology

      Volume: 74 Pages: 21-31

    • DOI

      10.1016/j.ibmb.2016.04.006

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Ecdysone signaling regulates soldier-specific cuticular pigmentation2016

    • Author(s)
      Yudai Masuoka, Kiyoto Maekawa
    • Journal Title

      FEBS Letters

      Volume: 590 Issue: 12 Pages: 1694-1703

    • DOI

      10.1002/1873-3468.12219

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Knockdown of juvenile hormone receptor gene inhibits soldier-specific morphogenesis in the damp-wood termite Zootermopsis nevadensis (Isoptera: Archotermopsidae).2015

    • Author(s)
      Masuoka Y., Yaguchi H., Suzuki, R., Maekawa K.
    • Journal Title

      Insect Biochemistry and Molecular Biology

      Volume: 64 Pages: 25-31

    • DOI

      10.1016/j.ibmb.2015.07.013

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Expressions of juvenile hormone biosynthetis genes during presoldier differentiation in the incipient colony of Zootermopsis nevadensis (Isoptera: Archotermopsidae).2015

    • Author(s)
      Yaguchi H., Masuoka Y., Inoue T., Maekawa K.
    • Journal Title

      Applied Entomology and Zoology

      Volume: 50 Issue: 4 Pages: 497-508

    • DOI

      10.1007/s13355-015-0358-3

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Transcriptome and functional analysis of JH dependent genes in termites and woodroaches.2016

    • Author(s)
      Masuoka Y., Yaguchi, H., Toga, K., Shigenobu, S., Nalepa, C., Maekawa K
    • Organizer
      25th International Congress of Entomology
    • Place of Presentation
      アメリカ合衆国,オーランド
    • Year and Date
      2016-09-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Transcriptome and functional analysis of JH dependent genes in termites and woodroaches.2016

    • Author(s)
      Masuoka Y., Yaguchi, H., Toga, K., Shigenobu, S., Nalepa, C., Maekawa K.
    • Organizer
      25th International Congress of Entomology
    • Place of Presentation
      アメリカ、オーランド
    • Year and Date
      2016-09-25
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] NGS解析で得られたシロアリの兵隊特異的な遺伝子の機能解析2016

    • Author(s)
      増岡裕大,前川清人
    • Organizer
      日本進化学会第18回大会
    • Place of Presentation
      東工大(東京)
    • Year and Date
      2016-08-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Comparative transcriptome analysis of JH response genes between termites and woodroaches.2016

    • Author(s)
      増岡裕大,矢口甫,栂浩平,重信秀治,前川清人
    • 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合同大会
    • Place of Presentation
      大阪、堺
    • Year and Date
      2016-03-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Remarks] Maekawa Lab

    • URL

      http://www.sci.u-toyama.ac.jp/bio/maekawa-lab/maekawa-index.html

    • Related Report
      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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