シロアリの社会性進化を促した幼若ホルモンの新奇シグナル経路の解明

• 研究課題/領域番号: 17J06352
• 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: 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構
• 研究代表者: 増岡 裕大 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 昆虫制御研究領域 昆虫機能制御ユニット, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2017-04-26 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: シアロリ / 社会性進化 / 不妊カースト / 兵隊 / 幼若ホルモン / シロアリ / 兵隊分化 / HR39 / 変態制御因子 / エクダイソン

研究実績の概要

本研究課題はシロアリの社会性進化を促したと考えられる不妊兵隊カーストの進化機構の解明を目指すものである。当該年度は本研究課題の最終年度であり、これまで明らかとなった兵隊分化の決定因子であるHR39遺伝子の標的遺伝子の探索を行った。HR39遺伝子のノックダウン個体を用いて行ったRNA-seq解析によってHR39の下流遺伝子の絞り込みを試みた。その結果、ショウジョウバエにおいて翅形成に関わる遺伝子がHR39の下流で兵隊特異的な形態形成を制御することが示された。また、細胞増殖に関わるInR遺伝子の内、シロアリを含むゴキブリ目でのみ獲得されたInR3もHR39の下流で発現制御を受け、兵隊特異的な頭部の巨大化に関わることが示された。以上のことから、幼若ホルモン（JH）の制御化に再配置されたHR39遺伝子が、形態形成や細胞増殖に関わる遺伝子群が制御することにより、シロアリ特異的な兵隊分化を可能にしていることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] A Crucial Caste Regulation Gene Detected by Comparing Termites and Sister Group Cockroaches (2018)
  • 著者名/発表者名: Masuoka Yudai、Toga Kouhei、Nalepa Christine A.、Maekawa Kiyoto
  • 雑誌名: Genetics 巻: 209 号: 4 ページ: 1225-1234
  • DOI: 10.1534/genetics.118.301038
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A lipocalin protein, Neural Lazarillo, is key to social interactions that promote termite soldier differentiation. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yaguchi H, Shigenobu S, Hayashi Y, Miyazaki S, Toga K, Masuoka Y, Maekawa K
  • 雑誌名: Proceedings of the Royal Society of London B 巻: 285 号: 1883 ページ: 20180707-20180707
  • DOI: 10.1098/rspb.2018.0707
  • 査読あり
• [雑誌論文] Caste-specific microRNA expression in termites: insights into soldier differentiation. (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsunami M, Nozawa M, Suzuki R, Toga K, Masuoka Y, Yamaguchi K, Maekawa K, Shigenobu S, Miura T
  • 雑誌名: Insect Molecular Biology 巻: 28 号: 1 ページ: 86-98
  • DOI: 10.1111/imb.12530
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] TGFβ signaling related genes are involved in hormonal mediation during termite soldier differentiation. (2018)
  • 著者名/発表者名: Masuoka Y, Yaguchi H, Toga K, Shigenobu S & Maekawa K.
  • 雑誌名: PLOS Genetics 巻: 14 号: 4 ページ: e1007338-e1007338
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1007338
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] シロアリのカースト分化でのホルモンの役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 増岡裕大、前川清人
  • 雑誌名: 昆虫と自然 巻: 52 ページ: 13-17
• [学会発表] シロアリの兵隊分化を制御するホルモンシグナル (2020)
  • 著者名/発表者名: 増岡裕大
  • 学会等名: 第64回日本応用動物昆虫学会大会
• [学会発表] シロアリの兵隊分化制御因子HR39の上流経路と標的遺伝子の探索 (2019)
  • 著者名/発表者名: 増岡裕大, 前川清人
  • 学会等名: 第63回日本応用動物昆虫学会
• [学会発表] A role of JH-Met signaling activity during soldier differentiation in the termite Zootermopsis nevadensis. (2018)
  • 著者名/発表者名: Masuoka Y, Maekawa K
  • 学会等名: The 18th Congress of International Union for the Study of Social Insects
  • 国際学会
• [学会発表] Evolution of sterile caste in termites: missing link between the functions of JH and ecdysone. (2018)
  • 著者名/発表者名: Maekawa K, Masuoka Y
  • 学会等名: The 18th Congress of International Union for the Study of Social Insects
  • 国際学会
• [学会発表] RNA-seq解析によるシロアリの兵隊分化にかかわる遺伝子群の探索 (2018)
  • 著者名/発表者名: 増岡裕大
  • 学会等名: ROIS-DS-JOINT共同研究集会
  • 招待講演
• [学会発表] ネバダオオシロアリの兵隊分化にかかわるホルモンシグナル経路 (2018)
  • 著者名/発表者名: 増岡裕大
  • 学会等名: 昆虫ソシオゲノミクス研究会
  • 招待講演
• [学会発表] シロアリの兵隊分化において脱皮と形態改変を両立させる機構の探索 (2018)
  • 著者名/発表者名: 増岡裕大、前川清人
  • 学会等名: 日本応用動物昆虫学会
• [学会発表] シロアリとキゴキブリにおけるホルモンシグナル経路の比較解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 増岡裕大、前川清人
  • 学会等名: 日本進化学会
• [学会発表] シロアリの兵隊分化にかかわる幼若ホルモン応答遺伝子の探索 (2017)
  • 著者名/発表者名: 増岡裕大、前川清人
  • 学会等名: 日本動物学会