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2014 年度 実績報告書

シロアリのカースト分化調節機構の解明:兵隊分化をモデルとしたソシオゲノミクス

研究課題

研究課題/領域番号 12J03468
研究機関北海道大学

研究代表者

渡邊 大  北海道大学, 地球環境科学研究院, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードシロアリ / 兵隊 / カースト分化 / ソシオゲノミクス / RNA-seq / 次世代シーケンサー / 幼若ホルモン / GCMS
研究実績の概要

本研究は,シロアリの兵隊カースト分化調節の至近機構を明らかにすることを目標としている.兵隊は幼若ホルモン(JH)量の上昇に伴って職蟻から分化するカーストで,その分化は巣内の兵隊が少ないと促進され,十分だと抑制される.兵隊分化調節には,兵隊による起動フェロモンの分泌と,職蟻でのフェロモン受容,JH量の変化,後胚発生の制御が関係すると考えられるが,詳細は不明である.そこで本研究では,①GCMSやLCMSを用いた化学生態学的解析と,②次世代シーケンサー(NGS)を用いた分子生物学的解析により,フェロモン受容や発生制御の至近機構を明らかにすることを目的とする.材料はヤマトシロアリReticulitermes speratusである.
職蟻並びに兵隊の体表洗浄物中に含まれる有機物を解析・比較したところ,本種の兵隊には,職蟻にはない特異的な有機物が多く含まれることが明らかとなり,特に顕著な存在比を示す2つの有機化合物を同定することができた.また,地域個体群ごとにこの2つの有機化合物の存在比が変化することも明らかとなった.これらの有機物が,兵隊分化制御機構などの兵隊特異的な機能に関係している可能性は高いと考えられる.
更に,「兵隊の影響を受けなかった職蟻」と「兵隊の影響を受けた職蟻」のトランスクリプトームを比較するRNA-seqについて,繰り返しを用意し,より信頼性の高い解析を行った.職蟻由来のmRNAから再構成された約18万個のコンティグを利用した発現解析をした結果,兵隊の不在・存在によって有意に発現量が変動する遺伝子について改めて知見を得られたと同時に,アイソフォームレベルで発現量が異なる遺伝子があることが,今回新たに明らかになった.兵隊分化制御には,単に遺伝子の発現のオンオフだけではない,複雑なメカニズムが関係することが示唆された.

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] The evolutionary history of termites as inferred from 66 mitochondrial genomes2015

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

      Molecular Biology and Evolution

      巻: 32 ページ: 406-421

    • DOI

      10.1093/moldev/msu308

    • 査読あり
  • [雑誌論文] オオシロアリの兵隊特異的な形態形成における全兵隊クチクラの役割2014

    • 著者名/発表者名
      杉目康広・渡邊大・三浦徹
    • 雑誌名

      しろあり

      巻: 162 ページ: 29-32

  • [学会発表] Genome sequences and transcriptomes reveal insights into proximate mechanisms during caste differentiation of termites2015

    • 著者名/発表者名
      Maekawa K, Saiki R, Hayashi Y, Watanabe D, Shigenobu S, Miura T
    • 学会等名
      International Symposium on Genome Science 2015
    • 発表場所
      一ツ橋ホール(東京)
    • 年月日
      2015-01-20 – 2015-01-21
  • [学会発表] ヤマトシロアリReticulitermes speratusの新規ゲノム配列決定の試み2014

    • 著者名/発表者名
      前川清人・渡邊大・林良信・重信秀治・三浦徹
    • 学会等名
      新学術「ゲノム支援」2014年度拡大班会議
    • 発表場所
      ポートピアホテル(兵庫)
    • 年月日
      2014-08-20 – 2014-08-21
  • [学会発表] ヤマトシロアリReticulitermes speratusの各カーストにおけるBS-seq解析2014

    • 著者名/発表者名
      前川清人・渡邊大・林良信・重信秀治・三浦徹
    • 学会等名
      新学術「ゲノム支援」2014年度拡大班会議
    • 発表場所
      ポートピアホテル(兵庫)
    • 年月日
      2014-08-20 – 2014-08-21
  • [学会発表] Transcriptomics on social interactions in termites: Effects of soldier presence2014

    • 著者名/発表者名
      Watanabe D, Matsunami M, Hayashi Y, Yaguchi H, Shigenobu S, Miura T, Maekawa K
    • 学会等名
      The International Union for the Study of Social Insects 17th congress
    • 発表場所
      Cairns Convention Center (Australia)
    • 年月日
      2014-07-17 – 2014-07-17
  • [学会発表] Role of JH in the sex-biased termite soldier differentiation2014

    • 著者名/発表者名
      Maekawa K, Hanmoto S, Watanabe D, Toga K, Miura T
    • 学会等名
      The International Union for the Study of Social Insects 17th congress
    • 発表場所
      Cairns Convention Center (Australia)
    • 年月日
      2014-07-17 – 2014-07-17
  • [学会発表] Presoldier cuticle contributes to the soldier morphogenesis in termites2014

    • 著者名/発表者名
      Sugime Y, Ogawa K, Watanabe D, Shimoji H, Koshikawa S, Miura T
    • 学会等名
      The International Union for the Study of Social Insects 17th congress
    • 発表場所
      Cairns Convention Center (Australia)
    • 年月日
      2014-07-15 – 2014-07-15
  • [学会発表] Sex differences in JH titer and related gene expressions in a nasute termite Nasutitermes takasagoensis2014

    • 著者名/発表者名
      Hanmoto S, Watanabe D, Toga K, Miura T, Maekawa K
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Juvenile Hormones
    • 発表場所
      文部科学省研究交流センター(茨城)
    • 年月日
      2014-06-09 – 2014-06-09
  • [備考] 富山大学 前川研究室HP

    • URL

      http://www.sci.u-toyama.ac.jp/bio/maekawa-lab/maekawa-index.html

  • [備考] 北海道大学 三浦研究室

    • URL

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

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公開日: 2016-06-01  

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