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2014 年度 実績報告書

昆虫の擬態紋様形成の分子機構と進化プロセスの解明

計画研究

研究領域複合適応形質進化の遺伝子基盤解明
研究課題/領域番号 22128005
研究機関東京大学

研究代表者

藤原 晴彦  東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (40183933)

研究分担者 堀 寛  名古屋大学, 遺伝子実験施設, 名誉教授 (60116663)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2016-03-31
キーワード擬態 / 紋様形成 / シロオビアゲハ / カイコ変異体 / ベイツ型擬態 / ゲノム解析 / 幼虫斑紋 / 蛹保護色
研究実績の概要

体表の紋様や体色によって捕食者を攪乱する擬態は広範な生物種に認められるが、その形成メカニズムはほとんどわかっていない。鱗翅目昆虫の4つの擬態紋様システム(①アゲハ科幼虫の斑紋形成・切替えと食草適応、②アゲハ蛹体色の環境応答的変化、③シロオビアゲハのベイツ型擬態、④カイコ幼虫斑紋変異系統)に着目し、次世代ゲノム解析技術と分子遺伝学的な手法を組み合わせ、擬態の責任遺伝子と制御機構、さらには擬態の成立・進化機構を明らかにすることを目的として、当該年度に下記の成果を得た。
研究1:擬態紋様形成の原因遺伝子の特定(1)カイコ斑紋変異系統の責任遺伝子:コブ系統(K)の原因遺伝子がWnt1シグナルによって制御されていること、さらにコブ原因領域において特殊な染色体異常が生じていることを明らかにした。(2)シロオビアゲハのベイツ型擬態の責任遺伝子Hの同定:第25常染色体上の120kbを超える領域が原因領域として同定され、擬態型と非擬態型の2種類の染色体に分かれていること、さらにそれらが古い時代に染色体逆位によって固定されてきたことを示した。さらに原因領域には3種類の遺伝子が含まれ、そのうちの一つ擬態型dsxを新規の機能解析手法によりノックダウンすることにより擬態形質が失われることが示された。
研究2:擬態紋様形成を制御する遺伝子ネットワークの解明(1)アゲハ蛹体色の環境応答的切替えの制御機構:シロオビアゲハの蛹体色変動の発生過程を詳細に観察するとともに、茶色蛹を誘導する上位の神経ペプチドの分子量を推定することに成功した。
研究3:擬態紋様の成立と進化プロセスの理解(1)シロオビアゲハ翅紋様の収斂的進化:シロオビアゲハの色素形成において、擬態型雌と非擬態型雌の白色領域で使用されている色素と色素合成系が異なっていることを、分子生物学的手法を用いて明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

備考

東京大学大学院新領域創成科学研究科 先端生命科学専攻 遺伝システム革新学分野
http://www.idensystem.k.u-tokyo.ac.jp/index.htm

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 7件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Both exact target site sequence and long poly(A) tail are required for precise insertion of the 18S rDNA-specific non-long terminal repeat retrotransposon R7Ag.2016

    • 著者名/発表者名
      Nichuguti Narisu, Hayase M. and Fujiwara H
    • 雑誌名

      Mol. Cell. Biol

      巻: なし

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] だましのテクニックの進化 昆虫の擬態の不思議2016

    • 著者名/発表者名
      藤原晴彦
    • 雑誌名

      電気と工事

      巻: 1月号

  • [雑誌論文] Protruding structures on caterpillar are controlled by ectopic Wnt1 expression.2015

    • 著者名/発表者名
      Edayoshi M., Yamaguchi J. and Fujiwara H.
    • 雑誌名

      PLoS One,

      巻: e0121736

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Site-specific non-LTR retrotransposons.2015

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara, H.
    • 雑誌名

      Microbiology Spectrum

      巻: 3(2).

    • DOI

      10.1128/microbiolspec.MDNA3-0001-2014

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A genetic mechanism for female-limited Batsian mimicry in Papilio butterfly.2015

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa H., Iijima T., Kajitani R., Yamaguchi J., Ando T., Suzuki Y., Sugano S., Fujiyama A., Kosugi S., Hirakawa H., Tabata S., Ozaki K., Morimoto H., Ihara, K. Obara M., Hori H., Itoh T. and Fujiwara H
    • 雑誌名

      Nature Genetics

      巻: 47 ページ: 405-409

    • DOI

      10.1038/ng.3241.

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Identification of two juvenile hormone inducible transcription factors from the silkworm,2015

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Matsumoto, Chihiro Ueno, Yuki Nakamura, Terunori Kinjoh, Yuka Ito, Sachiko Shimura, Hiroaki Noda, Shigeo Imanishi, Kazuei Mita, Fujiwara Haruhiko, Kiyoshi Hiruma, Tetsuro Shinoda, and Manabu Kamimura
    • 雑誌名

      J. Insect Physiol.

      巻: 80 ページ: 31-41

    • DOI

      10.1016/j.jinsphys

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 雌だけが擬態するアゲハチョウの謎を探る2015

    • 著者名/発表者名
      藤原晴彦
    • 雑誌名

      現代化学

      巻: 533 ページ: 29-32

  • [雑誌論文] 分子が分子をまねる「分子擬態」2015

    • 著者名/発表者名
      藤原晴彦
    • 雑誌名

      現代化学

      巻: 533 ページ: 38

  • [雑誌論文] アゲハチョウの擬態のどのように進化したか、進化の謎をゲノムで解く2015

    • 著者名/発表者名
      藤原晴彦
    • 雑誌名

      細胞工学別冊

      巻: なし ページ: 106-113

  • [学会発表] ホルモン応答を介した複合適応形質の進化2016

    • 著者名/発表者名
      藤原晴彦
    • 学会等名
      第76回日本昆虫学会・第60回日本応用動物昆虫学会・合同大会・小集会「第6回ホルモン談話会」
    • 発表場所
      大阪府立大学(大阪)
    • 年月日
      2016-03-27 – 2016-03-27
    • 招待講演
  • [学会発表] カイコ紋様突然変異体Zebra (Ze: Bombyx mori)における紋様形成機構の解明2016

    • 著者名/発表者名
      近藤勇介、上村望、溝口喬之、安藤俊哉、伴野豊、山本公子、山口淳一、藤原晴彦
    • 学会等名
      第86回日本蚕糸学会年会
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学(京都)
    • 年月日
      2016-03-17 – 2016-03-18
  • [学会発表] ホルモン応答によってもたらされた昆虫の進化2016

    • 著者名/発表者名
      藤原晴彦
    • 学会等名
      日本動物学会第68回関東支部大会公開シンポジウム「昆虫生理学―今と昔―」
    • 発表場所
      神奈川大学(横浜)
    • 年月日
      2016-03-12 – 2016-03-12
    • 招待講演
  • [学会発表] A genetic mechanism for Batesian mimicry in swallowtail butterfly, at Symposium 1S15「Genomics and Epigenomics in Development and Evolution」2015

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara, H., Nishikawa, H. and Iijima, T
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会・第88回日本生化学会合同大会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(神戸)
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 転写因子FOXG1による幼虫スポット紋様形成の制御2015

    • 著者名/発表者名
      上村望、山口淳一、藤原晴彦
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会・第88回日本生化学会合同大会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(神戸)
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [学会発表] 新規転写因子Apontic-likeは多様なイモムシ紋様を制御する2015

    • 著者名/発表者名
      依田真一、山口淳一、三田和英、山本公子、伴野豊、安藤俊哉、大門高明、藤原晴彦
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会・第88回日本生化学会合同大会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(神戸)
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [学会発表] Molecular mechanisms of switch of larval mimicry patterns in the swallowtail butterfly,2015

    • 著者名/発表者名
      Jin Hongyuan, Seki, T., Yamaguchi, J. and Fujiwara, H.
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会・第88回日本生化学会合同大会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(神戸)
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
    • 国際学会
  • [学会発表] 雌だけが擬態するアゲハ蝶の不思議2015

    • 著者名/発表者名
      藤原晴彦
    • 学会等名
      学習院大学生命科学シンポジウム「生命の秘密を解く鍵をもとめて」
    • 発表場所
      学習院大学
    • 年月日
      2015-11-07 – 2015-11-07
    • 招待講演
  • [学会発表] Molecular mechanism and evolutionary process of Batesian mimicry in Papilo butterflies, HIGO seminar2015

    • 著者名/発表者名
      藤原晴彦
    • 学会等名
      HIGO seminar
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2015-11-04
    • 招待講演
  • [学会発表] Molelucular mechanism and evolution of Batesian mimicry in Papilio butterfly.2015

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara, H., Nishikawa, H. and Ijima, T.
    • 学会等名
      The 2nd International Conference on Insect Genomics,
    • 発表場所
      Changquing, China
    • 年月日
      2015-09-18 – 2015-09-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] シロオビアゲハのベイツ型擬態の分子メカニズムと進化2015

    • 著者名/発表者名
      藤原晴彦、飯島拓郎、西川英輝
    • 学会等名
      第17回日本進化学会大会
    • 発表場所
      中央大学、東京
    • 年月日
      2015-08-22 – 2015-08-22
    • 招待講演
  • [図書] Mobile DNA III2015

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara, H
    • 総ページ数
      1147-1163
    • 出版者
      ASM PRESS
  • [図書] だましのテクニックの進化 昆虫の擬態の不思議2015

    • 著者名/発表者名
      藤原晴彦
    • 総ページ数
      206
    • 出版者
      オーム社

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公開日: 2017-01-06   更新日: 2023-03-16  

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