研究課題
研究活動スタート支援
地球上に現存する命名された種の1/4は植食性の昆虫であり、植食性への適応は種の多様性を加速させる。したがって進化生物学における中心的な問いの一つは、昆虫が他の食性から植食性に適応する際のゲノムの変異を解明することである。本研究では、初めてショウジョウバエが植食性へと適応した際の嗅覚受容体の機能進化を明らかにするために、アブラナ科のスペシャリストだけでなく、ナデシコ科のスペシャリストのショウジョウバエをモデルに加え、遺伝子解析、電気生理学的手法を用いた機能解析、行動アッセイを行う。
動物の種の多様性は運動の多様性によって加速してきた。特に、正確な感覚入力が運動出力の質を左右するため、嗅覚は生存に不可欠な感覚の一つである。これは、危険の警告、食料の発見、配偶者の探索に役立つためである。特に植食性昆虫は、宿主植物の特定の匂いを識別する能力が求められ、このため嗅覚受容体の進化速度は速い。本研究では、キイロショウジョウバエ、コフキヒメショウジョウバエ、及びキイロヒメショウジョウバエ（以下、ヒメと称する）をモデル生物として選定した。これまでの申請者自身の電気生理学的手法による研究で、嗅覚受容体Odorant receptor 42a (Or42a)がヒメの主要宿主であるアブラナ科植物から放出されるマスタードオイルに強く反応することを明らかにしていた。これまでに、ヒメのトランスクリプトーム解析を通じて、Or42aが嗅覚器官で高い発現を示していることを確認した。さらに、AlphaFoldを使用してOr42aの三次元構造を予測し、機能進化に関与する可能性のあるアミノ酸を同定した。これらのアミノ酸をキメラOr42aに置換して機能解析を行った結果、わずか2つのアミノ酸の置換が大きな機能変化をもたらしたことを発見した。この研究成果をシカゴで開催されたGSA学会と沖縄で開催された進化学会で発表した。また、スタンフォード大学のKim博士との共同研究により、成果の一部をbioRxivに投稿し、共著者としての貢献も果たした。以上の結果を現在は論文にまとめており、数か月後に投稿予定である。
2: おおむね順調に進展している
実験計画はすべて終わらせたため。
論文を執筆し、提出する。
すべて 2023 2022 その他
すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件) 備考 (3件)
bioRxiv
巻: -
10.1101/2023.10.02.560517
10.1101/2023.03.16.532987
http://www.noahwhiteman.org/
https://biology.ucdavis.edu/people/santiago-ramirez
https://orcid.org/0000-0001-6110-1794
