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シロアリにおける兵蟻特異的な器官の発生機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 12J09520
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生態・環境
研究機関名古屋大学 (2013)
富山大学 (2012)

研究代表者

栂 浩平  名古屋大学, 生命農学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2012 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2012年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードカースト / 形態形成 / ツールキット遺伝子 / ホルモン
研究概要

本研究は社会性昆虫におけるカースト特異的な形態形成の発生機構を明らかにすることを目指し, タカサゴシロアリの兵隊分化過程における(1)動物の形作りに関わるツールキット遺伝子や(2)ホルモンのシグナル伝達因子の機能解析を行う. 材料のタカサゴシロアリの兵隊は, 頭部にツノ(nasus)と外分泌腺(額腺)を発達させると同時に, 退縮した大顎を保有する.
ミツバチ, アリ, シロアリのカースト分化では, 幼若ホルモン, エクダイソン, インスリンが重要な役割を担うが, ホルモンのシグナル伝達が特異的な形態形成に与える影響はよくわかっていなかった. 前年度までに, タカサゴシロアリの兵隊分化においてこれらのホルモン受容体遺伝子の発現量解析を行い, ホルモンの部位特異的なシグナル伝達が器官発達や退縮に関与することが示唆されていた. 本年度はそれらホルモンの受容体遺伝子のRNA干渉法による機能解析を行った. その結果, エクダイソンの受容体遺伝子のRNAiにより, nasus形成および大顎の退縮が抑制された. したがって, タカサゴシロアリの兵隊分化では, エクダイソンは器官の成長と退縮の両方を制御していることが示唆された. シロアリの兵隊分化は幼若ホルモン量の上昇が兵隊への発生運命の決定にはたらく. これまでエクダイソンが兵隊分化に関わることは, エクダイソン量測定により示唆されていた. 本研究は, エクダイソンのシグナル伝達因子の機能解析によりエクダイソンが兵隊分化に関わることを示した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

いくつかの遺伝子について機能解析を行い, 重要な働きを果たす遺伝子は一つ特定することができた. その一つの遺伝子は兵隊の特異的形態形成に中心的な役割を担う可能性を示唆する結果が得られた. しかし, カースト特異的な形態改変には多数の遺伝子が関わることが予想されるため, さらなる解析が必要となる.

今後の研究の推進方策

現在までに, 候補となる遺伝子を予想し, 機能解析を行ってきた. 兵隊特異的な形態形成には, 多数の遺伝子が関わることが予想される. したがって, 網羅的な遺伝子発現解析を行うことで, 兵隊特異的な形態形成に関わる遺伝子群を特定することが有効な方法となると考えられる.

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Hox Gene Deformed is likely involved in mandibular regression during presoldier differentiation in the nasute termite Nasutitermes takasagoensis2013

    • 著者名/発表者名
      K. Toga, R. Saiki and K. Maekawa
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Zoology Part B : Molecular and Developmental Evolution.

      巻: 320 号: 6 ページ: 385-392

    • DOI

      10.1002/jez.b.22512

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Expression and function of a limb-patterning gene Distal-less in the soldier-specific morphogenesis in the nasute termite Nasutitermes takasagoensis.2012

    • 著者名/発表者名
      K. Toga, M. Hojo, T. Miura, K. Maekawa
    • 雑誌名

      Evolution & Development

      巻: 14 号: 3 ページ: 286-295

    • DOI

      10.1111/j.1525-142x.2012.00545.x

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Functional analyses of patterning and hormone receptor genes in soldier-specific morphogenesis in the nasute termite Nasutitermes takasagoensis (Isoptera : Termitidae)2014

    • 著者名/発表者名
      K. Toga
    • 学会等名
      International symposium on RNAi and genome editing methods
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      2014-03-14
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Molecular developmental analysis of soldier-specific morphogenesis in the nasute termite Nsulitermes takasagoensis (Isoptera : Termitidae)2013

    • 著者名/発表者名
      K. Toga, T. Niimi, K. Maekawa
    • 学会等名
      4th International Symposium on Life Sciences in Toyama
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2013-11-28
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] シロアリの兵隊特異的な器官形成におけるホルモン受容体遺伝子の発現・機能解析.2013

    • 著者名/発表者名
      栂浩平, 新美輝幸, 柳沼利信, 前川人.
    • 学会等名
      第69回中部支部会, 第65回東海支部会
    • 発表場所
      松本
    • 年月日
      2013-11-09
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] シロアリの兵隊特異的な器官形成におけるHoxとホルモン受容体遺伝子の機能解析.2013

    • 著者名/発表者名
      栂 浩平, 新美 輝幸, 前川 清人
    • 学会等名
      第49 回日本節足動物発生学会大会.
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2013-06-08
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] シロアリ兵隊の武器形成におけるホルモン伝達因子及びHox遺伝子の役割2013

    • 著者名/発表者名
      栂 浩平, 前川 清人
    • 学会等名
      日本応用動物昆虫学会
    • 発表場所
      神奈川
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Molecular developmental mechanisms responsible for soldier-specific morphogenes is in the nasute termite Nasutiteirmes takasagoensis.2012

    • 著者名/発表者名
      K. Toga and K. Maekawa
    • 学会等名
      XXIV International Congress of Entomology
    • 発表場所
      韓国
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] Soldier-specific organ developments induced by a juvenile hormone analog in a nasute termite. In "Juvenile Hormones and Juvenoids : Modeling Biological Effects and Environmental Fate" Ed by J Devillers2013

    • 著者名/発表者名
      K. Toga and K. Maekawa
    • 総ページ数
      15
    • 出版者
      CRC Press
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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