フタホシコオロギにおける交尾により変化する摂食行動の分子機構の解明

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15J07400
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 塚本 悠介 東京大学, 新領域創成科学研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2015-04-24 – 2018-03-31
• キーワード: 昆虫 / 神経ペプチド / 摂食行動 / フタホシコオロギ

研究実績の概要

本研究では、フタホシコオロギGryllus bimaculatusにおいて、交尾によりメスの栄養素選好性が変化することに着目し、栄養素選好性を制御する分子メカニズムの解明を目的としている。前年度までに、フタホシコオロギのメスにおいて、交尾により、栄養素選好性が変化することを生理学的な手法を用いて明らかにした。現在までに、栄養素の選択の制御に関する分子レベルでの知見は得られていない。そこで、今年度は、先ず、昆虫の摂食行動の制御因子の一つである脳神経系のペプチド性因子が、交尾前後でどのように変化するのか、化学的な手法を取り入れた質量分析計による測定方法により、網羅的に解析した。その結果、脳において、交尾により様々な神経ペプチドの存在量が変動することが明らかとなった。特に、アラトスタチンB(ASTB)の存在量が顕著に変動していた。次世代シーケンサーを用いた解析から得られたデータを用いて、ASTBとその受容体(ASTBR)のcDNAを探索、ASTBペプチドの化学合成とASTBRとの結合実験を行い、ASTBにASTBRが応答することを確かめた。今後は合成したASTBペプチドを生体に投与することや、得られた塩基配列情報をもとに二本鎖RNAを合成し、ASTBおよびASTBRのRNA干渉法による発現抑制により、摂食行動における栄養素選択への影響を解析する。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本年度は、主にフタホシコオロギにおける脳神経系ペプチドの網羅的解析を半定量的に行った。具体的には、重水素ラベルされたホルムアルデヒドを用いた化学修飾法とMALDI-TOF MSを用いて各条件を検討しながら確立した。その解析法を用いて、交尾前後で存在量が顕著に変動するペプチドホルモンを見出した。そのペプチドホルモンは既知のアラトスタチンBであったが、当初の計画通り、ペプチドを化学合成し、受容体を同定することで、分子的な機能解析を行った。
以上のように成果は得られたものの、１）複数種の神経ペプチドで交尾により変動することが認められているものの、それらのうち一種類しか解析が行えなかった点、２）生理的な解析を十分に行えなかった点で当初の計画よりもやや遅れていると判断した。

今後の研究の推進方策

当初予定していた計画とは比べ、多少遅れがあるものの、一定の成果が得られているので、現在まで解析を進めているアラトスタチンBをターゲットとして、生理的な解析を行う。さらに、解析対象ペプチドを複数種類の神経ペプチドに拡大し、また、化学合成により得られたペプチドを生体内に投与することによる摂食行動への影響や、RNA干渉法による発現抑制による摂食行動への影響など、生理的な解析を中心に行う。

研究成果

• [雑誌論文] Newly identified allatostatin Bs and their receptor in the two-spotted cricket, Gryllus bimaculatus (2016)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Tsukamoto, Shinji Nagata
  • 雑誌名: Peptides 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1016/j.peptides.2016.03.015
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] フタホシコオロギGryllus bimaculatusにおけるアラトスタチンBおよびその受容体の同定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 塚本悠介, 永田晋治
  • 学会等名: 日本農芸化学会 2016年度大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-03-27 – 2016-03-30
• [学会発表] フタホシコオロギのインスリン様ペプチドにおけるスプライシングバリアントの発現調節 (2015)
  • 著者名/発表者名: 塚本悠介, 張敏珠, 藤盛春奈, 永田晋治
  • 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: 神戸国際展示場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [図書] Handbook of Hormones: Comparative Endocrinology for Basic and Clinical Research (2015)
  • 著者名/発表者名: Masafumi Amano, Hironori Ando, Tadashi Andoh, Ivana Daubnerova, John A. Donald, Leonard G. Forgan, Shogo Haraguchi, Yoichi Hayakawa, Satoshi Hirako, Susumu Hyodo, Taisen Iguchi, Akio Inui, Haruaki Kageyama, Hiroyuki Kaiya, Sho Kakizawa, Shinji Kanda, Hiroyuki Kaneko, Hiroshi Kataoka, Shinji Nagata, Yusuke Tsukamoto 他
  • 総ページ数: 674（463-464）
  • 出版者: Academic Press