| 研究課題/領域番号 |
21K19293
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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45:個体レベルから集団レベルの生物学と人類学およびその関連分野
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| 研究機関 | 富山大学 |
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研究代表者 |
前川 清人 富山大学, 学術研究部理学系, 准教授 (20345557)
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| 研究分担者 |
宮崎 智史 玉川大学, 農学部, 教授 (20547781)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023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)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 社会性昆虫 / シロアリ / 性決定遺伝子 / Doublesex / 生殖カースト / 寿命 / doublesex |
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| 研究開始時の研究の概要 |
真社会性動物のシロアリの生殖虫は極めて長命である。雌生殖虫は補充生殖虫に入れ替わる種も多いが，雄成虫は基本的に入れ替わらず，同一個体が繁殖活動に従事し続ける。我々は，シロアリの性決定経路の最下流の転写因子（dsx）が，雄個体でのみ発現する単一エクソン遺伝子であることを見出した。この発見を手掛かりに，dsxの下流で長命化遺伝子ネットワークが働き，雄成虫の長寿命化と高い繁殖能力がもたらされるとの仮説の実証を試みる。ゲノム解読済の複数種を対象に，dsxのRNAiによる寿命への影響を確かめ，RNA-seqとChiP-seqでターゲットを絞り込み，シロアリ特有の遺伝子ネットワークの解明を目指す。
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| 研究成果の概要 |
シロアリの生殖虫は長命で，特に王は基本的に入れ替わらず，繁殖活動に従事し続ける。シロアリでは，性決定遺伝子Doublesex（Dsx）が雄しか発現しないことから，Dsxの下流に王の繁殖力と長寿を支える遺伝子群が存在する可能性がある。解析の結果，ヤマトシロアリでは，Dsxの下流に精子形成や寿命に関係する複数の遺伝子が見つかった。但しDsxの下流は種間で異なり，シロアリで共通する遺伝子群は同定されなかった。更に，Dsxの遺伝子構造や発現パターン，ゲノム上の位置にも種間で大きな違いがあった。これらのDsxに関係する多様化は，シロアリの進化に大きく貢献した可能性がある。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
研究例の多いアリやハチの雄成虫は短命で，シロアリの王の長命性をもたらす分子的な要因が解析された例は殆どない。解析の結果，日本最普通種のヤマトシロアリでは，性的形質の発達を調節する転写因子Doublesex（Dsx）が，精子形成だけでなく，寿命の調節に働く複数の遺伝子の発現に影響することが示唆された。これらは，王の長命性と高い繁殖力をもたらす遺伝子ネットワークの一部を構成する可能性がある。更に，Dsxの構造や発現パターン，標的遺伝子は種間で多様化することも明らかになった。Dsxに関係する変化が，シロアリの生態や形態，発生に大きな影響を与えた可能性を示す重要な成果である。
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