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雑食性昆虫における栄養分選好性行動の代謝系および内分泌系による調節機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H02967
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分39050:昆虫科学関連
研究機関東京大学

研究代表者

永田 晋治  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (40345179)

研究分担者 鈴木 雅京  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (30360572)
倉石 貴透  金沢大学, 薬学系, 准教授 (90613167)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2020年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2019年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
キーワード昆虫 / 摂食行動 / 内分泌 / 共食い行動 / 脂質 / 雑食性 / 代謝 / 選好性 / ホルモン
研究開始時の研究の概要

コオロギや鈴虫など雑食性昆虫は、植物食と動物食をバランスよく食べないと、成長・生殖・行動が異常となる。このバランス良く食べるメカニズムは、Self-selectionとして1930年代に提唱されているが、生理学的な研究に留まり、分子レベルで記述するには至っていない。申請者は、これまで雑食性のフタホシコオロギを用いて、栄養分選好性が脳神経系の分泌系と、脂肪体の代謝系が協働的に機能することを見い出した。そこで、Self-selectionの本質である「何を食べたいか」を分子レベルで解明することを最終目標とし、内分泌系を代謝系に関わる分子メカニズムの大枠を俯瞰することを目的とする。

研究成果の概要

本研究では、雑食性のフタホシコオロギで、栄養分選好性を分子レベルで探究した。期間内には、以下の成果を得た。①NPF、インスリン様ペプチド、AKHが、脂質生合成経路と連携し行動調節していることが分かった。②栄養分のセンサーである側心体のRNA-Sequencing解析により、AKHを中心とした内分泌ネットワークを明らかにした。③食性を特徴づける餌成分として、脂質が重要であることが分かったが、化学構造の同定には至っていない。
本申請で掲げた最終目標まで到達できなかったものの、本成果の延長上に、全生物種で認められる本能的な栄養分選好性行動解明のパイロット研究となると期待できる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、モデル昆虫化が進んでいるフタホシコオロギにおける内分泌系を網羅的に明らかにできたことは当該分野に貢献した。また、生物全般が持っている本能行動(摂食行動や共食い行動など)における分子レベルでの解明への大躍進ができた。
さらに、本研究で用いたフタホシコオロギは、近年に昆虫食で注目されている。この種の行動様式や代謝系が明らかになったことは、将来的に安全な代替タンパク質としてのフタホシコオロギを利用される可能性が高いことを考えると、本研究は生化学的な知見を増強する上で重要であったと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 2件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 7件)

  • [雑誌論文] Transcriptional levels of Corazonin, Elevenin, and PDF in the differently colored two-spotted cricket Gryllus bimaculatus2022

    • 著者名/発表者名
      Seike H, Nagata S
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 86 号: 1 ページ: 23-30

    • DOI

      10.1093/bbb/zbab183

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] CCHamide-2 signaling regulates food intake and metabolism in Gryllus bimaculatus2022

    • 著者名/発表者名
      Zhu Z, Tsuchimoto M, Nagata S
    • 雑誌名

      Insects

      巻: 13 号: 4 ページ: 324-324

    • DOI

      10.3390/insects13040324

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 昆虫の脂肪酸由来の脂質成分の生合成経路と生体内機能2022

    • 著者名/発表者名
      永田晋治、清家瞳
    • 雑誌名

      オレオサイエンス

      巻: 22 号: 4 ページ: 165-171

    • DOI

      10.5650/oleoscience.22.165

    • ISSN
      1345-8949, 2187-3461
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 雑食性昆虫における栄養分選好性摂食行動の制御メカニズム2022

    • 著者名/発表者名
      永田晋治、清家瞳
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 6 ページ: 79-82

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] 昆虫の摂食行動の内分泌支配の概略2021

    • 著者名/発表者名
      Shinji Nagata, Hitomi Seike
    • 雑誌名

      比較生理生化学

      巻: 38 号: 1 ページ: 31-37

    • DOI

      10.3330/hikakuseiriseika.38.31

    • NAID

      130008028647

    • ISSN
      0916-3786, 1881-9346
    • 年月日
      2021-04-01
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification and characterization of 24-dehydrocholesterol reductase (DHCR24) in the two-spotted cricket, Gryllus bimaculatus.2021

    • 著者名/発表者名
      Mack YS Isa, Dehari M, Morooka N, Nagata S
    • 雑誌名

      Insects

      巻: 12 号: 9 ページ: 782-782

    • DOI

      10.3390/insects12090782

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Diet choice: The two-factor host acceptance system of silkworm larvae2020

    • 著者名/発表者名
      Tsuneto, K., Endo, H., Shii, F., Sasaki, K., Nagata, S., Sato, R.
    • 雑誌名

      PLoS Biology

      巻: 18 号: 9 ページ: e3000828-e3000828

    • DOI

      10.1371/journal.pbio.3000828

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Feeding-modulating neuropeptides and peptide hormones in insects2019

    • 著者名/発表者名
      Nagata Shinji、Zhou Yi Jun
    • 雑誌名

      Advances in Insect Physiology

      巻: 57 ページ: 137-172

    • DOI

      10.1016/bs.aiip.2019.10.002

    • ISBN
      9780128186602
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enteroendocrine peptides regulate feeding behavior via controlling intestinal contraction of the silkworm Bombyx mori2019

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Sumihiro、Kutsuna Natsumaro、Daubnerov? Ivana、Roller Ladislav、?it?an Du?an、Nagasawa Hiromichi、Nagata Shinji
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 14 号: 7 ページ: e0219050-e0219050

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0219050

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Antagonistic Effect of Short Neuropeptide F on Allatotropin-Inhibited Feeding Motivation of the Silkworm Larva, Bombyx mori2019

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Sumihiro、Ohara Ayako、Nagai-Okatani Chiaki、Zhou Yi-Jun、Fujinaga Daiki、Seike Hitomi、Nagata Shinji
    • 雑誌名

      Zoological Science

      巻: 36 号: 1 ページ: 58-58

    • DOI

      10.2108/zs180119

    • NAID

      210000171042

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Function of Myosuppressin in regulating digestive function in the two-spotted cricket, Gryllus bimaculatus2019

    • 著者名/発表者名
      Jun Zhou Yi、Seike Hitomi、Nagata Shinji
    • 雑誌名

      General and Comparative Endocrinology

      巻: 0 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1016/j.ygcen.2019.05.001

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Regulation of two neuropeptides for carbohydrate homeostasis via CCAP and Myosuppressin signaling in the two-spotted cricket, Gryllus bimaculatus2020

    • 著者名/発表者名
      Zhou YiJun, Nagata Shinji
    • 学会等名
      Invertebrate Neuropeptide Conference 2020 Okinawa
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Insulin-like peptide modulates protein-selective feeding as a post-mating behavior in the twospotted cricket Gryllus bimaculatus2020

    • 著者名/発表者名
      Nagata Shinji, Oka Sayuki, Tsukamoto Yusuke
    • 学会等名
      Invertebrate Neuropeptide Conference 2020 Okinawa
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] How can Neuropeptide F control nutritional feeding behavior in omnivorous insects?2020

    • 著者名/発表者名
      Seike Hitomi, Nagata Shinji
    • 学会等名
      Invertebrate Neuropeptide Conference 2020 Okinawa
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simultaneous expression of neuropeptide receptors in the single enteroendocrine cells of Bombyx mori larvae2019

    • 著者名/発表者名
      Nagata Shinji, Matsumoto Sumihiro
    • 学会等名
      18th International Symposium on Molecular Insect Science
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An overview of endocrine communication between cerebral and peripheral signals at a sensory organ, corpora cardiac2019

    • 著者名/発表者名
      Zhou YiJun, Nagata Shinji
    • 学会等名
      18th International Symposium on Molecular Insect Science
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of DHCR24 orthologs in the phytophagous insect, Bombyx mori2019

    • 著者名/発表者名
      Fujimori Haruna, Nagata Shinji
    • 学会等名
      10th Asia-Pacific Association of Chemical Ecologists
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sterol composition analysis of the two-spotted crickets, Gryllus bimaculatus2019

    • 著者名/発表者名
      Yin Shan Isa Mack, Nagata Shinji
    • 学会等名
      10th Asia-Pacific Association of Chemical Ecologists
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フタホシコオロギGryllus bimaculatusの体色とメラニン生合成酵素の発現の関係2019

    • 著者名/発表者名
      清家瞳 永田晋治
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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