2001 年度実績報告書

社会性昆虫(ミツバチ)の本能行動を制御する遺伝子の同定と機能解析

研究課題

研究課題/領域番号	12480237
研究機関	東京大学
研究代表者	久保健雄東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (10201469)
キーワード	ミツバチ / 社会性昆虫 / 行動 / カースト / 神経系 / 脳 / 遺伝子 / cDNA
研究概要	ミツバチは社会性昆虫であり、その働き蜂は8字ダンスにより仲間に花の位置を教えるという高次行動を示す。ミツバチの脳では感覚統合や記憶・学習の中枢であるキノコ体が顕著に発達しており、キノコ体を構成する介在神経(ケニヨン細胞)は、細胞体の大きさから、大型と小型の2種類に分類される。我々はミツバチの高次行動に関わる遺伝子の候補として、大型と小型のケニヨン細胞の各々に特異的に発現する遺伝子(Mblk-1とKs-1)を同定しているが、本研究ではこれら2つの遺伝子のcDNAの単離と解析を行った。その結果、Mblk-1遺伝子は新規なDNA結合タンパク質をコードすることを見出し、このタンパク質が転写促進活性をもつことを示した。これは、昆虫の脳でキノコ体特異的に発現する転写因子を同定した世界で初めての例であり、昆虫の脳機能の分子基盤を理解する上で、重要な知見である。また、その線虫ホモログも脳の神経細胞特異的に発現することを示し、Mblk-1の機能が動物種を超えて保存されることを示唆した。一方、小型ケニヨン細胞に選択的に発現するKs-1遺伝子のcDNAは、タンパク質をコードすると思われるORFを含まず、その転写産物(RNA)は中枢神経系の細胞核に顆粒状に局在することを示した。Ks-1遺伝子産物は、非翻訳性核RNAとして神経機能の調節に働くと考えられる。これは、神経細胞のサブタイプに特異的な核RNAを見出した初めての例であり、RNAの新しい機能を知る手掛かりになると期待される。この他本研究では、ミツバチのカースト特異的行動や攻撃行動を規定する遺伝子候補として、女王蜂の脳で選択的に発現するQ7遺伝子やQM1遺伝子や、攻撃性が高い働き蜂(門番蜂)の脳で選択的に発現する、Agg-1やAgg-2遺伝子を同定した。

研究成果

(9件)

すべてその他

すべて文献書誌 (9件)

[文献書誌] 久保健雄: "ミツバチの社会を巡る分子生物学-昆虫の社会性の進化にどうアプローチするか-"蛋白質核酸酵素. 45. 1229-1239 (2000)
[文献書誌] Azusa Kamikouchi: "Concentrated expression of Ca/calmodulin-dependent protein kinase II and protein kinase C in the mushroom bodies of the honeybee Apis mellifera L"J.Comp.Neurol. 417. 501-510 (2000)
[文献書誌] Kazuaki Ohashi: "Functional flexibility of the honeybee hypopharyngeal gland in a dequeened colony"Zool.Sci. 17. 1089-1094 (2000)
[文献書誌] Hideaki Takeuchi: "Identification of a novel gene, Mblk-1, that encodes a putative transcription factor expressed preferentially in the large-type Kenyon cells of the honeybee brain"Insect Mol. Biol. 10. 487-494 (2001)
[文献書誌] 竹内秀明: "ミツバチの高次行動を支える脳の分子機構の解明"ミツバチ科学. 22. 113-120 (2001)
[文献書誌] Hideaki Takeuchi: "Identification of genes expressed preferentially in the honeybee mushroom bodies by combination of differential display and cDNA microarray"Insect Mol.Biol. (In press). (2002)
[文献書誌] Jung-Ming Park: "DNA binding properties of Mblk-1, a putative transcription factor from the honeybee"Biochem.Biophys.Res.Commun. (In press). (2002)
[文献書誌] 久保健雄: "行動の分子生物学-社会性昆虫(ミツバチ)の行動と遺伝子-"山元大輔編、Springer-Ferlag. 9 (2001)
[文献書誌] 久保健雄: "昆虫から学ぶ生きる知恵-ミツバチの行動を支える脳の仕組み-"2001 第15回「大学と科学」公開シンポジウム組織委員会編クバプロ. 11 (2001)

2001 年度 実績報告書

社会性昆虫(ミツバチ)の本能行動を制御する遺伝子の同定と機能解析

研究代表者

久保 健雄 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (10201469)

研究成果

[文献書誌] 久保 健雄: "ミツバチの社会を巡る分子生物学-昆虫の社会性の進化にどうアプローチするか-"蛋白質核酸酵素. 45. 1229-1239 (2000)

[文献書誌] Azusa Kamikouchi: "Concentrated expression of Ca/calmodulin-dependent protein kinase II and protein kinase C in the mushroom bodies of the honeybee Apis mellifera L"J.Comp.Neurol. 417. 501-510 (2000)

[文献書誌] Kazuaki Ohashi: "Functional flexibility of the honeybee hypopharyngeal gland in a dequeened colony"Zool.Sci. 17. 1089-1094 (2000)

[文献書誌] Hideaki Takeuchi: "Identification of a novel gene, Mblk-1, that encodes a putative transcription factor expressed preferentially in the large-type Kenyon cells of the honeybee brain"Insect Mol. Biol. 10. 487-494 (2001)

[文献書誌] 竹内 秀明: "ミツバチの高次行動を支える脳の分子機構の解明"ミツバチ科学. 22. 113-120 (2001)

[文献書誌] Hideaki Takeuchi: "Identification of genes expressed preferentially in the honeybee mushroom bodies by combination of differential display and cDNA microarray"Insect Mol.Biol. (In press). (2002)

[文献書誌] Jung-Ming Park: "DNA binding properties of Mblk-1, a putative transcription factor from the honeybee"Biochem.Biophys.Res.Commun. (In press). (2002)

[文献書誌] 久保 健雄: "行動の分子生物学-社会性昆虫(ミツバチ)の行動と遺伝子-"山元大輔編、Springer-Ferlag. 9 (2001)

[文献書誌] 久保 健雄: "昆虫から学ぶ生きる知恵-ミツバチの行動を支える脳の仕組み-"2001 第15回「大学と科学」公開シンポジウム組織委員会編 クバプロ. 11 (2001)

2001 年度実績報告書

久保健雄東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (10201469)

[文献書誌] 久保健雄: "ミツバチの社会を巡る分子生物学-昆虫の社会性の進化にどうアプローチするか-"蛋白質核酸酵素. 45. 1229-1239 (2000)

[文献書誌] 竹内秀明: "ミツバチの高次行動を支える脳の分子機構の解明"ミツバチ科学. 22. 113-120 (2001)

[文献書誌] 久保健雄: "行動の分子生物学-社会性昆虫(ミツバチ)の行動と遺伝子-"山元大輔編、Springer-Ferlag. 9 (2001)

[文献書誌] 久保健雄: "昆虫から学ぶ生きる知恵-ミツバチの行動を支える脳の仕組み-"2001 第15回「大学と科学」公開シンポジウム組織委員会編クバプロ. 11 (2001)