| 研究課題/領域番号 |
15K07797
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| 研究機関 | 南九州大学 |
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研究代表者 |
新谷 喜紀 南九州大学, 環境園芸学部, 教授(移行) (50389574)
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| 研究分担者 |
神村 学 国立研究開発法人農業生物資源研究所, その他部局等, 主任研究員 (60370649) [辞退]
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 過変態 / 分子機構 / 転写因子 / 光周性 / マメハンミョウ / 幼若ホルモン / 擬蛹 |
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| 研究実績の概要 |
ツチハンミョウ科の昆虫は過変態をする。この科の一種のマメハンミョウの過変態、特に4齢幼虫から特異な形態をした5齢（擬蛹）への変態に焦点を当て、その分子機構を調べた。
マメハンミョウの発育課程は、温度や光周期、餌条件によって制御することが可能で、25℃の長日条件で4齢序盤で絶食させると、蛹化が誘導されるのに対して、同じ温度で短日条件で同じように絶食させると、擬蛹化が誘導される。このように蛹化予定、擬蛹化予定の幼虫が得られることから、擬蛹化に関与している遺伝子をRNA-seqで得られた塩基配列データ及びモデル昆虫で知られている情報をもとにして探索した。
他昆虫において変態に関係することが明らかとなっている遺伝子について2つの発育パターンの間で発現プロファイルを比較すると異なっているものがあった。また、他昆虫で蛹化を誘導することが知られている遺伝子についてRNAi法によって発現を抑制した場合に、蛹化が抑制された。したがって、通常の昆虫の蛹化とマメハンミョウの蛹化は共通する分子機構によって制御されていることが示唆された。
他昆虫においては幼若ホルモンの存在が、幼虫形質を維持し蛹化を抑制することがよく知られている。マメハンミョウにおいて蛹化予定、擬蛹化予定のそれぞれの幼虫に幼若ホルモンアナログを塗布処理したところ、擬蛹化も蛹化も抑制された。よって、蛹化だけではなく、擬蛹も幼若ホルモンによって制御されていることが示唆された。幼若ホルモンの早期応答遺伝子であるKr-h1の発現について、処理個体と無処理個体を比較したところ、無処理個体では、蛹化や擬蛹化の直前にいったん発現が低下したのに対し、処理個体では高発現のままであった。よって、本種の過変態は蛹化と同じ幼若ホルモン分泌－Kr-h1発現という系が関与していると考えられる。
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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
モデル昆虫で変態に関係していることが知られている転写因子をクローニングし、蛹化予定、擬蛹化予定のそれぞれについて発現プロファイルを調べた。この結果をもとにして
擬蛹化に特異的に関与している遺伝子を特定する予定であったが、幼若ホルモン早期応答遺伝子であるKr-h1遺伝子が擬蛹化時において、蛹化時と同じような発現プロファイルを示すことがわかり、幼若ホルモンアナログ塗布によって、蛹化、擬蛹化の両方が抑えられることや、Kr-h1の発現が高いまま維持されることを明らかにした。
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| 今後の研究の推進方策 |
幼若ホルモンが擬蛹化の制御に関与していることが明らかとなったので、幼若モルモン合成酵素及び幼若ホルモン受容体遺伝子のクローニングを試みる。クローニングができたなら、蛹化予定個体、擬蛹化予定個体のそれぞれについてRNAiによって発現を抑制し、表現型を観察する。これによって、蛹化や擬蛹化を制御している系の全体像が明らかとなる可能性がある。
同時に、RNA-seqの結果をもとにして、擬蛹化特異的に発現する遺伝子の探索を続ける。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
予定外に、前年度に大量に購入した物品のあまりを使用することで対応できたから。
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| 次年度使用額の使用計画 |
研究補助員の雇用を続けるのに使用する予定。
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