| 研究課題/領域番号 |
15K07791
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
水口 智江可 名古屋大学, 生命農学研究科, 講師 (90509134)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 幼若ホルモン / 脱皮ホルモン / カイガラムシ / 性的二型 |
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| 研究実績の概要 |
カイガラムシは、幼虫期の半ばまでは雌雄の形態に差がみられないが、オスは擬蛹と呼ばれる時期を経て有翅成虫へ成長する一方、メスは直接、翅のない成虫になる。このようにカイガラムシは発育において性的二型を示す。一般的に昆虫の変態は脱皮ホルモンと幼若ホルモン (JH) によって制御されることが知られているが、カイガラムシの特殊な発育様式を制御する内分泌機構は不明である。そこで本研究では、カイガラムシの性特異的形質の発達におけるホルモンの役割を詳細に解明することを目的とし、日本の代表的なカイガラムシ種であるフジコナカイガラムシを実験材料として研究を進めた。平成29年度の主要な研究成果は以下の通りである。
【脱皮ホルモン濃度変動の解明】フジコナカイガラムシ若虫を多数集めて磨砕し、LC/MS/MSによって脱皮ホルモン検出を試みた。その結果、他種昆虫で知られているecdysoneや20-hydroxyecdysoneが検出可能であることが確認できた。また、発育に伴う脱皮ホルモン合成酵素遺伝子の発現変動を雌雄別に調査し、脱皮ホルモン濃度の変動を予測した。
【JHにより発現制御される転写因子の転写調節機構解明】今までに我々が同定したホルモンシグナリング遺伝子のうち、オス特異的に発現する転写因子について、転写調節領域の配列解読を進め、結合する転写因子を予測した。
【JHシグナリング因子の網羅的探索・発現解析】トランスクリプトーム解析から見出された、オスへのJH mimic処理によって発現が誘導または抑制される因子のうち、「蛹期」、「変態」、「性的二型」、あるいは「翅形成」への関与が推定されるものについて、発育に伴う発現変動を定量RT-PCRにより明らかにした。この結果から、各因子の機能について考察した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成29年度の研究は、ほぼ当初の計画通りに進展したと考えている。研究成果の各項目における進展状況と達成度は以下の通りである。
【脱皮ホルモン濃度変動の解明】連携研究者（小野、宮下）によって、LC/MS/MSによる脱皮ホルモン検出を予備的に試みたところ、ecdysoneや20-hydroxyecdysoneが検出可能であることが確認できた。各発育ステージにおけるホルモン濃度定量を行うべく、ステージごとに多くの個体を集める作業を進めているが、カイガラムシは体サイズが小さいため相当な時間を要しており、この作業が完了するのは次年度前半の見込みである。
【JHにより発現制御される転写因子の転写調節機構解明】オス特異的に発現する転写因子について、転写調節領域の配列解読を進めた。現時点ではその一部の配列解読が終了しており、今後引き続き配列を解析していく予定である。
【JHシグナリング因子の網羅的探索・発現解析】オスへのJH mimic処理によって発現が誘導または抑制される因子のうち、性的二型や脱皮変態への関与が推定されるものについて、発育に伴う発現変動を明らかにすることができた。この結果から、ホルモンシグナリングおよび性的二型形成における各因子の機能を推測することができた。
以上のように、各項目について、当初の計画通りに順調に進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの研究成果および進捗状況を踏まえ、次年度は以下のような推進方策を考えている。
【脱皮ホルモンの定量】LC/MS/MSによる脱皮ホルモン定量を引き続き行い、脱皮ホルモン濃度の雌雄差を明らかにする。
【JHにより発現制御される転写因子の転写調節機構解明】オス特異的に発現する転写因子について、転写調節領域の塩基配列解読を終えた後にレポーターアッセイを行い、この領域内に存在する転写因子結合配列を特定する。こうして、このオス特異的転写因子の発現制御機構を明らかにする。
【性特異的形質の発達におけるシグナリング経路の解明】これまで我々は、フジコナカイガラムシの性特異的形質の発達において、JHシグナリングに関わる複数の転写因子に加えて、性決定遺伝子dsxも関与するという結果を得ている。そこで、JHシグナリングと性決定シグナリングの関わりについて調査し、最終的には性特異的形質の発達におけるシグナリング経路の全容を解明する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
理由：分子生物学の手法を用いる実験において実験スケール（反応液の量など）を縮小するよう心がけた。また、試薬・消耗品を割引キャンペーン期間に購入するよう努めた。このようにしてできるだけ節約を試みた結果、次年度使用額が発生した。
使用計画：当初の交付金と併せて、研究計画に記載した内容の実験を遂行するために使用する予定である。
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