| 研究課題/領域番号 |
19K22440
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分44:細胞レベルから個体レベルの生物学およびその関連分野
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| 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 |
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研究代表者 |
神村 学 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, グループ長 (60370649)
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| 研究分担者 |
鈴木 倫太郎 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 高度分析研究センター, 上級研究員 (00399429)
石川 謙 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (10176159)
安藤 俊哉 基礎生物学研究所, 進化発生研究部門, 助教 (10709744)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 構造色 / コガネムシ / 円偏光 / 進化 / 天然変成タンパク質 / 発色機構 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
構造色は光の波長程度のサイズの微細構造が作り出す色である。多くの昆虫が構造色による美しい色彩を持つが、構造色発色する仕組みは遺伝子レベルではほとんどわかっていない。このような中、申請者はコガネムシの構造色に必須の遺伝子を発見した。複数種のコガネムシでこの遺伝子の発現を抑制すると構造色が完全に無くなることから、コガネムシ全般で構造色を発色するための鍵となる機能を担っていると考えられる。そこで本研究では、様々な種類のコガネムシと近縁の甲虫類で、この遺伝子の有無や構造、機能を調べることにより、コガネムシが構造色を生み出す分子メカニズムを解明するとともに、その進化の道筋を探る。
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| 研究成果の概要 |
コガネムシの1種ナミハナムグリの構造色発色に必須の遺伝子として同定したLCP1 は、調べた全ての昆虫がよく似た配列の遺伝子を持っていた。LCP1 のRNAiを蛹期に行ったところ、コガネムシ科では広く構造色発色に必須であるが、他の甲虫類では構造色に関係しないことがわかった。一方、ハムシ科、ゴミムシダマシ科など複数の科の種で、LCP1が大顎の着色に関与していることが分かり、元来は大顎の発育などに関わる遺伝子であるLCP1が、進化の過程でコガネムシでのみ構造色発色構造の構築という新規機能を獲得した可能性が示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
構造色はテレビの自然番組などでもよく紹介されるように幅広い興味を持たれている現象であるが、いまだにわかっていることは非常に少ない。本研究により、世界で初めて、生物がどのような遺伝子を使ってどのように構造色発色構造を作り、その構造色機構がどのように進化してきたかを明らかにする事ができた。本研究の成果は、安価で環境にやさしい生物材料を使い低エネルギー、CO2フリーで構造色素材や光学補償板などの光学素子を作製する新規の生物模倣技術の開発につながることも期待される。
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