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昆虫の擬態紋様形成の分子基盤

研究課題

研究課題/領域番号 18017007
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関東京大学

研究代表者

藤原 晴彦  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (40183933)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
8,000千円 (直接経費: 8,000千円)
2007年度: 4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
2006年度: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
キーワード擬態 / アゲハ / カイコ / 紋様形成 / 色素合成 / メラニン形成 / 凝態
研究概要

1.遺伝子ライブラリーの構築と解析:カイコの4齢脱皮期皮膚のライブラリーでは、1300ほどが新規遺伝子で、200近いクチクラタンパク質遺伝子がいくつかの染色体サイトにクラスターとして存在することが明らかとなった。鱗翅目昆虫が、環境に適応した皮膚構造を実現させるために遺伝子を高度に重複させたことを窺わせる。一方、シロオビアゲハとアゲハの幼虫皮膚と翅のcDNAを構築し、アゲハ幼虫皮膚(20000)、シロオビアゲハ幼虫皮膚(5000)、シロオビアゲハ翅(28000)の配列解析を行った。数多くの擬態紋様関連遺伝子を同定するとともに、黄色、青色など特定の色素紋様にリンクした遺伝子を発見した。
2.擬態紋様に関する遺伝子の同定と発現パターン:ナミアゲハの3齢脱皮に特異的な遺伝子として、約10種類の特殊なクチクラ遺伝子が同定された。これは鳥のフンに擬態する際の疣状突起に対応したクチクラタンパク質で、通常のクチクラ遺伝子が鱗翅目昆虫の進化の過程で適応的に遺伝子重複によって生じた可能性がある。培養皮膚を用いたホルモン応答実験により、これらの遺伝子は幼若ホルモンJHの影響下で4齢脱皮期に発現抑制を受けるように運命づけられることが判明した。一方、アゲハの近縁種間でなぜ多様な紋様が生み出されたかを理解するために、ナミアゲハ、シロオビアゲハ、キアゲハの3種類の4齢脱皮期の幼虫で、メラニン合成に関与するTH,DDC、赤色紋様のebony、黄色紋様のYRG,青色紋様のINSなどを調べ、個々の遺伝子が各アゲハ種の紋様に一致して発現することが示された。さらに、ナミアゲハとシロオビアゲハ間で異種間交雑種を産ませ、YRGの発現解析を行った結果、YRG上流のシスエレメントの違いでなく、YRGの発現を制御するトランス因子の発現パターンの変化が種間での紋様変化をもたらしている可能性が示唆された。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 6件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Characterization of core promoter elements for ecdysone receptor isoforms of the silkworm, Bombyx mori.2007

    • 著者名/発表者名
      Shirai, H., Kamimura, M. and Fujiwara, H.
    • 雑誌名

      Insect Mol. Biol. 16

      ページ: 253-264

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modulation of ecdysteroid induced cell death by juvenile hormone during pupal wing development in Lepidoptera.2007

    • 著者名/発表者名
      Lobbia, S., Futahashi, R. and Fujiwara, H.
    • 雑誌名

      Arch. Insect Biochem. Physiol. 65

      ページ: 152-163

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regulation of 20-hydroxyecdysone on the larval pigmentation and the expression of melanin synthesis enzymes and yellow gene of the swallowtail butterfly, Papilio xuthus.2007

    • 著者名/発表者名
      Futahashi, R. and Fujiwara, H.
    • 雑誌名

      Insect Biochem. Molec. Biol. 37

      ページ: 855-864

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel target-specific gene delivery system combining baculovirus and sequence-specific LINEs.2007

    • 著者名/発表者名
      Kawashima, T., Osanai, M., Futahashi, R., Kojima, T. and Fujiwara, H.
    • 雑誌名

      Virus Research 127

      ページ: 49-60

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of the sequence specificity of the RIBm endonuclease domain by structural and biochemical studies.2007

    • 著者名/発表者名
      Maita, N., Aoyagi, H, Osanai, M., Shirakawa, M. and Fujiwara, H.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research 35

      ページ: 3918-3927

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Juvenile hormone regulates butterfly larval pattern switches2007

    • 著者名/発表者名
      Futahashi, R. and Fujiwara, H
    • 雑誌名

      Science 319

      ページ: 1061-1061

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Essential domains for Ribonucleoprotein complex formation required for retrotransposition of a telomere specific non-LTR retrotransposon SART1.2006

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto, T., Hamada, M., Osanai, M., Fujiwara, H.
    • 雑誌名

      Molecular and Cellular Biology 26

      ページ: 5168-5179

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Identification and characterization of the telomerase reverse transcriptase of Bombyx mori (silkworm) and Tribolium castaneum (flour beetle).2006

    • 著者名/発表者名
      Osanai, M., Kojima, K.K., Futahashi, R., Yaguchi, S., Fujiwara, H.
    • 雑誌名

      Gene 37

      ページ: 281-289

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Identification of rDNA-specific non-LTR retrotransposons in Cnidaria.2006

    • 著者名/発表者名
      Kojima KK., Kuma, K., Toh, H., Fujiwara H.
    • 雑誌名

      Molecular Biology and Evolution 23

      ページ: 1984-1994

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] In vivo gene transfer into the honeybee using a nucleopolyhedrovirus vector.2006

    • 著者名/発表者名
      Anao, T., Fujiyuki, T., Kawashima, T., Morioka, M., Kubo, T., Fujiwara, H.
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Comm. 352

      ページ: 335-340

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Expression of one isoform of GTP cyclohydrolase I coincides with the larval black markings of the swallowtail butterfly, Papilio xuthus.2006

    • 著者名/発表者名
      Futahashi, H., Fujiwara, H.
    • 雑誌名

      Insect Biochem. Molec. Biol. 36

      ページ: 63-70

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] EcR expression in the prothoracicotropic hormone-producing neurosecretory cells of the Bomzbyx mori brain : an indication of the master cells of insect metamorphosis.2006

    • 著者名/発表者名
      Hossain, MD.M, Shimimzu, S., Sakurai S., Fujiwara, H., Iwami, M.
    • 雑誌名

      FEBS Journal 273

      ページ: 3861-3868

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] 似せてだます 擬態の不思議な世界、Dojin選書022007

    • 著者名/発表者名
      藤原晴彦
    • 総ページ数
      206
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.biol.s.u-tokyo.ac.jp/users/animal/index.htm

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2018-03-28  

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