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次世代ソシオゲノミクス:シロアリの社会性に関わるゲノム基盤の全容解明

研究課題

研究課題/領域番号 25251041
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生態・環境
研究機関東京大学 (2017-2018)
北海道大学 (2013-2016)

研究代表者

三浦 徹  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (00332594)

研究分担者 前川 清人  富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 准教授 (20345557)
重信 秀治  基礎生物学研究所, 生物機能解析センター, 特任准教授 (30399555)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
46,020千円 (直接経費: 35,400千円、間接経費: 10,620千円)
2017年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
2016年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
2015年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
2014年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2013年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
キーワードシロアリ / 社会性 / ゲノミクス / DNAメチル化 / カースト / 遺伝子発現 / 形態形成因子 / トランスクリプトーム / ゲノム / ソシオゲノミクス / カースト分化 / コミュニケーション / RNA-seq / 兵隊 / 分化経路 / 個体間相互作用 / フェロモン / 形態形成
研究成果の概要

本研究課題では、社会性昆虫であるシロアリ類について、社会性のゲノム基盤の解明を目的として近年飛躍的に進歩した次世代シーケンシング技術を用いた研究を進めてきた。トランスクリプトーム解析および遺伝子発現解析から、オオシロアリにおける兵隊カーストの分化過程における大顎形成に関わる遺伝子が同定された。また近縁種との比較から、シロアリ祖先系統で多くの遺伝子のアミノ酸非同義置換率が上昇し、正の自然選択圧働いていることが示された。さらに、遺伝子のメチル化のレベルとカースト特異的発現の間には負の相関があることと、遺伝子重複がカースト分化などの高度な社会性に繋がったことなどが示唆されている。

研究成果の学術的意義や社会的意義

アリやシロアリなどの社会性昆虫では、発生過程において個体の形態や行動が明確に分化する「カースト分化」という現象を伴う高度な社会性(真社会性)が見られる。これまで、近代的な分子生物学的手法を用いた研究がアリ・ハチを中心に行われてきたが、シロアリの社会性については研究が後れており、社会性の原理の理解には至っていなかった。本研究では、シロアリのいくつかの種を用いて、トランスクリプトームおよびゲノム解析から、社会性に関わるゲノム基盤を解明しようとするもので、研究開始当初には想像だにしなかった多くの成果を得るに至っている。これらの研究成果から、動物の社会とは何かにつちえ答えが得られることが期待される。

報告書

(6件)
  • 2018 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (24件) (うち国際共著 4件、 査読あり 24件、 オープンアクセス 8件、 謝辞記載あり 9件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 2件、 招待講演 7件) 図書 (1件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] Unique morphogenesis in the damp-wood termite: abscission of the stylus during female reproductive caste differentiation.2019

    • 著者名/発表者名
      Oguchi K, Miura T
    • 雑誌名

      Zoological Science

      巻: 36

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reduction of a nymphal instar in a dampwood termite: heterochronic shift in the caste differentiation pathways.2019

    • 著者名/発表者名
      Nii R, Oguchi K, Shinji J, Koshikawa S, Miura T
    • 雑誌名

      EvoDevo

      巻: 10

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Termite soldier mandibles are elongated by dachshund under hormonal and Hox gene controls2019

    • 著者名/発表者名
      Sugime Y, Oguchi K, Gotoh H, Hayashi Y, Matsunami M, Shigenobu S, Koshikawa S, Miura T
    • 雑誌名

      Development

      巻: 146 号: 5 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1242/dev.171942

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Juvenile hormone as a physiological regulator mediating phenotypic plasticity in pancrustaceans2018

    • 著者名/発表者名
      Miura T
    • 雑誌名

      Development, Growth & Differentiation

      巻: 61 号: 1 ページ: 85-96

    • DOI

      10.1111/dgd.12572

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Caste-specific microRNA expression in termites: insights into soldier differentiation.2018

    • 著者名/発表者名
      Matsunami M, Nozawa M, Suzuki R, Toga K, Masuoka Y, Yamaguchi K, Maekawa K, Shigenobu S, Miura T
    • 雑誌名

      Insect Molecular Biology

      巻: 28 号: 1 ページ: 86-98

    • DOI

      10.1111/imb.12530

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The upregulation of juvenile hormone titers in female Drosophila melanogaster through mating experiences and host food occupied by egges and larvae.2017

    • 著者名/発表者名
      Sugime Y, Watanabe D, Yasuno Y, Shinada T, Miura T, Tanaka NK
    • 雑誌名

      Zoological Science

      巻: 34 号: 1 ページ: 52-57

    • DOI

      10.2108/zs160150

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The function of appendage patterning genes in mandible development of the sexually dimorphic stag beetle.2017

    • 著者名/発表者名
      Gotoh H, Zinna RA, Ishikawa Y, Miyakawa H, Ishikawa A, Sugime Y, Emlen DJ, Lavine LC, Miura T
    • 雑誌名

      Developmental Biology

      巻: 422 号: 1 ページ: 24-32

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2016.12.011

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Queen contact and among-worker interactions dually suppress worker brain dopamine as a potential regulator of reproduction in an ant.2017

    • 著者名/発表者名
      Shimoji, H., Aonuma,H., Miura, T., Tsuji, K., Sasaki, K., Okada, Y.
    • 雑誌名

      Behavioral Ecology and Sociobiology

      巻: 71 号: 2 ページ: 35-35

    • DOI

      10.1007/s00265-016-2263-3

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Male-specific molecular genetic markers in the Japanese subterranean termite Reticulitermes speratus (Isoptera: Rhinotermitidae).2017

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Y, Oguchi K, Yamaguchi K, Kitade O, Maekawa K, Miura T, Shigenobu S
    • 雑誌名

      Insectes Sciaux

      巻: 64 号: 3 ページ: 357-364

    • DOI

      10.1007/s00040-017-0553-z

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Regulation of neotenic differentiation through direct physical contact in the damp-wood termite Hodotermopsis sjostedti.2017

    • 著者名/発表者名
      Shimoji H, Oguchi K, Hayashi Y, Hojo MK, Miura T
    • 雑誌名

      Insectes Sociaux

      巻: 64 号: 3 ページ: 393-401

    • DOI

      10.1007/s00040-017-0562-y

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reproductive organ development along the caste differentiation pathways in the dampwood termite Hodotermopsis sjostedti.2016

    • 著者名/発表者名
      Oguchi K, Shimoji H, Hayashi Y, Miura T
    • 雑誌名

      Insectes Sociaux

      巻: 63 号: 4 ページ: 519-529

    • DOI

      10.1007/s00040-016-0495-x

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Functional transformation series and the evolutionary origin of novel forms: Evidence from a remarkable termite defensive organ.2016

    • 著者名/発表者名
      Kaji T, Keiler J, Bourguignon T, Miura T
    • 雑誌名

      Evol Dev

      巻: 18 号: 2 ページ: 78-88

    • DOI

      10.1111/ede.12179

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Sexual difference in juvenile-hormone titer in workers leads to sex-biased soldier differentiation in termites.2016

    • 著者名/発表者名
      Toga K, Hanmoto S, Suzuki R, Watanabe D, Miura T, Maekawa K
    • 雑誌名

      J Insect Physiol

      巻: 87 ページ: 63-70

    • DOI

      10.1016/j.jinsphys.2016.02.005

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Tyraminergic and octopaminergic modulation of defensive behavior in termite soldier.2016

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Y, Aonuma H, Sasaki K, Miura T
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 11

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] High juvenile hormone titer and abdominal activation of the JH signaling may induce reproduction of termite neotenics.2015

    • 著者名/発表者名
      Saiki R, Gotoh H, Toga K, Miura T, Maekawa K
    • 雑誌名

      Insect Molecular Biology

      巻: 印刷中 号: 4 ページ: 432-441

    • DOI

      10.1111/imb.12169

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Social dominance and reproductive differentiation mediated by dopaminergic signaling in a queenless ant.2015

    • 著者名/発表者名
      Yasukazu Okada, Ken Sasaki, Satoshi Miyazaki, Hiroyuki Shimoji, Kazuki Tsuji and Toru Miura
    • 雑誌名

      The Journal of Experimental Biology

      巻: 218 号: 7 ページ: 1091-1098

    • DOI

      10.1242/jeb.118414

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Expansion of presoldier cuticle contributes to head elongation during soldier differentiation in termites.2015

    • 著者名/発表者名
      Sugime Y, Ogawa K, Watanabe D, Shimoji H, Koshikawa S, Miura T
    • 雑誌名

      Sci Nat

      巻: 102 号: 11-12 ページ: 71-71

    • DOI

      10.1007/s00114-015-1322-3

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The evolutionary history of termites as inferred from 66 mitochondrial genomes.2015

    • 著者名/発表者名
      Bourguignon T, Lo N, Cameron SL, Sobotnik J, Hayashi Y, Shigenobu S, Watanabe D, Roisin Y, Miura T, Evans TA
    • 雑誌名

      Mol Biol Evol

      巻: 32 号: 2 ページ: 406-421

    • DOI

      10.1093/molbev/msu308

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cockroach GABA-B receptor subtypes: Molecular characterization, pharmacological properties and tissue distribution.2015

    • 著者名/発表者名
      Blankenburg S, Balfanz S, Hayashi Y, Shigenobu S, Miura T, Baumann O, Baumann A, Blenau W
    • 雑誌名

      Neuropharmacology

      巻: 88 ページ: 134-144

    • DOI

      10.1016/j.neuropharm.2014.08.022

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sexually dimorphic body color is regulated by sex-specific expression of yellow gene in ponerine ant, Diacamma sp.2014

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki, S., Okada, Y., Miyakawa, H., Tokuda, G., Cornette, R., Koshikawa, S., Maekawa, K. and Miura, T.
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: (In press) 号: 3 ページ: e92875-e92875

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0092875

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Social interactions affecting caste development through physiological actions in termites2014

    • 著者名/発表者名
      Watanabe D, Gotoh H, Miura T, Maekawa K
    • 雑誌名

      Frontiers in Physiology

      巻: 5 ページ: 127-127

    • DOI

      10.3389/fphys.2014.00127

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Aphid polyphenisms : trans-generational developmental regulation through viviparity2014

    • 著者名/発表者名
      Ogawa K, Miura T
    • 雑誌名

      Frontiers in Physiology

      巻: 5 ページ: 1-1

    • DOI

      10.3389/fphys.2014.00001

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Developmental Link between Sex and Nutrition ; doublesex Regulates Sex-Specific Mandible Growth via Juvenile Hormone Signaling in Stag Beetles.2014

    • 著者名/発表者名
      Gotoh H, Miyakawa H, Ishikawa A, Ishikawa Y, Sugime Y, Emlen DJ, Lavine LC, and Miura T
    • 雑誌名

      PLOS Genetics

      巻: 10 号: 1 ページ: e1004098-e1004098

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1004098

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Construction and characterization of normalized cDNA libraries by 454 pyrosequencing and estimation of DNA methylation levels in three distantly related termite specie2013

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Y, Shigenobu S, Watanabe D, Toga K, Saiki R, Shimada K, Bourguignon T, Lo N, Hojo M, Maekawa K, Miura T
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 8 号: 9 ページ: e76678-e76678

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0076678

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] The making of the strongest: Developmental underpinnings of soldier differentiation in termites2018

    • 著者名/発表者名
      Miura T
    • 学会等名
      International Union for the Study of Social Insects
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 発生プログラムの可塑的改変による新規表現型の獲得:シロアリの兵隊カースト分化を例に2018

    • 著者名/発表者名
      三浦徹
    • 学会等名
      日本進化学会第20回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 昆虫類における表現型可塑性の生物学2016

    • 著者名/発表者名
      三浦徹
    • 学会等名
      種生物学会シンポジウム
    • 発表場所
      キロロトリビュートポートフォリオホテル北海道(北海道赤井川村)
    • 年月日
      2016-12-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Evolutionary and developmental underpinnings of insect polyphenisms2016

    • 著者名/発表者名
      Miura T
    • 学会等名
      International Congress of Zoology
    • 発表場所
      沖縄科学技術大学院大学(沖縄県恩納村)
    • 年月日
      2016-11-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 昆虫における表現型多型:多型分化の生理発生基盤2015

    • 著者名/発表者名
      三浦 徹
    • 学会等名
      日本動物学会 第86回新潟大会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シロアリにおけるカースト分化の発生生理機構とその進化:社会生理学からソシオゲノミクスへ2014

    • 著者名/発表者名
      三浦徹
    • 学会等名
      日本動物学会第85回大会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Role of presoldier cuticle in the soldier-specific morphogenesis in termite2014

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Sugime, Kota Ogawa, Dai Watanabe, Hiroyuki Shimoji, Shigeyuki Koshikawa, Toru Miura
    • 学会等名
      International Union for the Study of Social Insects
    • 発表場所
      Cairns Convention Centre
    • 年月日
      2014-07-14 – 2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Transcriptomics on social interactions in termites: Effects of caste presence2014

    • 著者名/発表者名
      Dai Watanabe, Masatoshi Matsunami, Yoshinobu Hayashi, Shuji Shigenobu, Toru Miura, Kiyoto Maekawa
    • 学会等名
      International Union for the Study of Social Insects
    • 発表場所
      Cairns Convention Centre
    • 年月日
      2014-07-14 – 2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Dachshundによるシロアリ兵隊の大顎伸長制御2014

    • 著者名/発表者名
      杉目康広,越川滋行,三浦徹
    • 学会等名
      日本応用動物昆虫学会
    • 発表場所
      高知大学、高知県高知市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] The applications of RNAi for genes used for the phenotypic plasticity in the insect polyphenisms2014

    • 著者名/発表者名
      Toru Miura
    • 学会等名
      International Symposium on RNAi and Genome Editing Methods
    • 発表場所
      徳島大学、徳島県徳島市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シロアリのカースト分化における社会生理機構に関するトランスクリプトミクス2014

    • 著者名/発表者名
      渡邊大,松波雅俊,林良信,重信秀治,三浦徹,前川清人
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 発表場所
      広島国際会議場、広島県広島市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] オオシロアリにおける兵隊特異的な唾液腺分化と発現タンパクの同定2013

    • 著者名/発表者名
      箕浦るん,渡邊大,三浦徹
    • 学会等名
      日本昆虫学会
    • 発表場所
      北海道大学、北海道札幌市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] オオシロアリの前兵隊特異的なクチクラ形成と頭部伸長現象2013

    • 著者名/発表者名
      杉目康広,小川浩太,渡邊大,三浦徹
    • 学会等名
      日本昆虫学会
    • 発表場所
      北海道大学、北海道札幌市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] 表現型可塑性の生物学:生態発生学入門2016

    • 著者名/発表者名
      三浦徹
    • 総ページ数
      228
    • 出版者
      日本評論社
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 三浦研究室ホームページ

    • URL

      http://www.mmbs.s.u-tokyo.ac.jp/research/MiuraLab/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 北海道大学・大学院地球環境科学研究院・三浦研ホームページ

    • URL

      http://noah.ees.hokudai.ac.jp/~miu/miura_lab_japanese.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 東京大学・三崎臨海実験所・三浦研ホームページ

    • URL

      http://www.mmbs.s.u-tokyo.ac.jp/research/MiuraLab/index.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] Miura Lab

    • URL

      http://noah.ees.hokudai.ac.jp/%7Emiu/miura_lab.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] Miura Lab

    • URL

      http://noah.ees.hokudai.ac.jp/~miu/

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      2014 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2020-03-30  

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