ミツバチ脳で新規に発見された「中間型」ケニヨン細胞のダンス言語における機能解析

• 研究課題/領域番号: 26291068
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 動物生理・行動
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 久保 健雄 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10201469)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円); 2016年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2015年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2014年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
• キーワード: ミツバチ / 社会性行動 / 脳 / キノコ体 / ケニヨン細胞 / ゲノム編集 / mKast / 系統進化 / ローヤルゼリータンパク質 / 尻振りダンス / PLCe / Mblk-1 / Mlr / NOL4

研究成果の概要

ミツバチ脳のキノコ体を構成するクラスIケニヨン細胞は、大型・中間型（mKastを発現）・小型の3つに分類される。本研究では、これらサブタイプの機能と進化の解析を行った。
１）その結果、mKastは成虫の様々な脳機能に関与することを示唆した。２）世界で初めて、ミツバチでゲノム編集法を確立した。３）ケニヨン細胞サブタイプは、原始的なハバチ（1つ）から、寄生性のコマユバチ（2つ）、スズメバチ・ミツバチ（3つ）と増えており、行動進化と相関する可能性がある。
本研究成果は中間型ケニヨン細胞の生理機能の理解だけでなく、神経生物学一般の進展にも寄与する、国際的にも重要な知見である。

研究成果

• [雑誌論文] Mblk-1 Transcription Factor Family: Its Roles in Various Animals and Regulation by NOL4 Splice Variants in Mammals. (2017)
  • 著者名/発表者名: Takayanagi-Kiya S, Kiya T, Kunieda T, Kubo T.
  • 雑誌名: Int J Mol Sci. 巻: 18(2) 号: 2 ページ: 246-246
  • DOI: 10.3390/ijms18020246
  • NAID: 120006226797
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Gene expression and immunohistochemical analyses of mKast suggest its late pupal and adult-specific functions in the honeybee brain. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamane A, Kohno H, Ikeda T, Kaneko K, Ugajin A, Fujita T, Kunieda T, Kubo T.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: in press
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Production of knockout mutants by CRISPR/Cas9 in the European honeybee, Apis mellifera L. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kohno H, Suenami S, Takeuchi T, Sasaki T, Kubo T.
  • 雑誌名: Zool. Sci. 巻: 33 号: 5 ページ: 505-512
  • DOI: 10.2108/zs160043
  • NAID: 210000165053
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Single-cohort colonies and hormone treatment of worker honeybees to analyze physiology associated with role and/or endocrine system. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ueno T, Kawasaki K, Kubo T.
  • 雑誌名: J. Visualized Exp. 巻: 2016 号: 115
  • DOI: 10.3791/54240
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Gene expression profiles and neural activities of Kenyon cell subtypes in the honeybee brain: Identification of novel ‘middle-type’ Kenyon cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kaneko K, Suenami S, Kubo T.
  • 雑誌名: Zool. Lett. 巻: 2 号: 1 ページ: 14-14
  • DOI: 10.1186/s40851-016-0051-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Analysis of the differentiation of Kenyon cell subtypes using three mushroom body-preferential genes during metamorphosis in the honeybee (Apis mellifera L.). (2016)
  • 著者名/発表者名: Suenami S, Paul RK, Takeuchi H, Okude G, Fujiyuki T, Shirai K, Kubo T.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 11(6) 号: 6 ページ: e0157841-e0157841
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0157841
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Changes in the gene expression profiles of the hypopharyngeal gland of worker honeybees in association with worker behavior and hormonal factors. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ueno T, Takeuchi H, Kawsaki K, Kubo T.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 10(6) 号: 6 ページ: e0130206-e0130206
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0130206
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A new antigenic marker specifically labels a subpopulation of the class II Kenyon cells in the brain of the European honeybee <i>Apis mellifera </i> (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Watanabe, T. Kubo
  • 雑誌名: BIOPHYSICS 巻: 11 号: 0 ページ: 73-77
  • DOI: 10.2142/biophysics.11.73
  • NAID: 130004940816
  • ISSN: 1349-2942
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Splicing variants of NOL4 differentially regulate the transcription activity of Mlr1 and Mlr2 in cultured cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Seika Takayanagi-Kiya, Kayo Misawa-Hojo, Takstoshi Kiya, Takekazu Kunieda, Takeo Kubo
  • 雑誌名: Zool. Sci. 巻: 31(11) 号: 11 ページ: 735-740
  • DOI: 10.2108/zs140049
  • NAID: 40020278707
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ミツバチの「尻振りダンス」の分子・神経的基盤 (2014)
  • 著者名/発表者名: 金子九美、久保健雄
  • 雑誌名: 生化学 巻: 86(5) ページ: 588-594
  • 謝辞記載あり
• [学会発表] Development of essential techniques of CRISPR/Cas9 in the honeybee toward functional analysis of genes in honeybee social behaviors. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kohno H, Suenami S, Takeuchi H, Sasaki T, Kubo T.
  • 学会等名: Joint meeting of the 22nd International Congress of Zoology and The 87th Annual Meeting of the Zoological Society of Japan
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター(宜野湾市)
  • 年月日: 2016-11-17
  • 国際学会
• [学会発表] Analysis of the differentiation and function in learning and memory, of the honeybee mushroom bodies using genes expressed in Kenyon cell subtype-preferential manners. (2016)
  • 著者名/発表者名: Suenami S, Okude G, Kubo K.
  • 学会等名: Joint meeting of the 22nd International Congress of Zoology and The 87th Annual Meeting of the Zoological Society of Japan
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター(宜野湾市)
  • 年月日: 2016-11-17
  • 国際学会
• [学会発表] ミツバチ脳のキノコ体で顕著に選択的に発現する遺伝子の同定と変態過程における発現解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 末次翔太、Paul Rajib Kumar、竹内秀明、奥出絃太、藤幸知子、白井健一、久保健雄
  • 学会等名: 日本昆虫学会第76回大会・第60回日本応用動物昆虫学会・合同大会
  • 発表場所: 大阪府堺市 大阪府立大学 中百舌鳥キャンパス
  • 年月日: 2016-03-26
• [学会発表] ミツバチ脳の社会性行動を制御する候補遺伝子mKastの発現解析と、機能解析に向けたゲノム編集法確立の試み (2016)
  • 著者名/発表者名: 河野大輝、末次翔太、金子九美、山根篤大、竹内秀明、佐々木哲彦、久保健雄
  • 学会等名: 日本昆虫学会第76回大会・第60回日本応用動物昆虫学会・合同大会
  • 発表場所: 大阪府堺市 大阪府立大学 中百舌鳥キャンパス
  • 年月日: 2016-03-26
• [学会発表] Promoter analysis of the mushroom body-preferential genes of the honeybee (2014)
  • 著者名/発表者名: Shota Suenami, Rajib Paul, Tomoko Fujiyuki, Kenichi Shirai, Takekazu Kunieda, Hideaki Takeuchi, Takeo Kubo
  • 学会等名: 日本比較生理生科学学会第36回大会 (International Congress of Neuroethology 2014並列開催)
  • 発表場所: 北海道札幌市 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-08-01
• [学会発表] Promoter analysis of the mushroom body-preferential genes of the honeybee (2014)
  • 著者名/発表者名: Shota Suenami, Rajib Paul, Tomoko Fujiyuki, Kenichi Shirai, Takekazu Kunieda, Hideaki Takeuchi, Takeo Kubo
  • 学会等名: International Union for the Study of Social Insects International Congress 2014
  • 発表場所: Cairns Convention Centre, Queensland, Australia
  • 年月日: 2014-07-13 – 2014-07-18
• [図書] 新・生命科学シリーズ 動物行動の分子生物学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 久保健雄、奥山輝大、上川内あづさ、竹内秀明/共著 太田次郎、赤坂甲治、浅島誠、長田敏行/編集
  • 総ページ数: 55
  • 出版者: 裳華房
• [備考] 東京大学大学院理学系研究科 生物科学専攻 細胞生理科学研究室
  • URL: http://www.biol.s.u-tokyo.ac.jp/users/saibou/index.html
• [備考] 東京大学 大学院理学系研究科 生物科学専攻 細胞生理化学研究室
  • URL: http://www.biol.s.u-tokyo.ac.jp/users/saibou/lab.html