ミツバチ働き蜂の行動と生理状態を連動して制御する内分泌・神経機構の解析

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23370032
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 久保 健雄 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10201469)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: ミツバチ / 脳 / キノコ体 / mKast / ケニヨン細胞 / 初期応答遺伝子 / 神経活動 / 航空術

研究概要

本研究課題では、ミツバチの脳で領野選択的に発現する遺伝子の解析を通じて、ミツバチの社会性行動の基盤となる分子・神経機構を解明することを目的とした。
本年度私たちは、ミツバチの脳領野選択的に発現する遺伝子の解析の過程で、ミツバチの脳の高次中枢であるキノコ体が、従来考えられてきた「大型」と「小型」のクラスI ケニヨン細胞に加えて、新規に同定したmKast（middle-type Kenyon cell-preferential arrestin related protein）を選択的に発現する「中間型」のクラスIケニヨン細胞から構成されることを見いだした。さらに、私たちがミツバチから同定した、非翻訳性RNAをコードする初期応答遺伝子kakuseiを用いた解析から、餌を見つけて帰巣した働き蜂（採餌蜂）の脳では、「小型」ケニヨン細胞と一部の「中間型」ケニヨン細胞の神経活動が亢進していることが判明した〔Kaneko et al., PLoS ONE (2013)〕。このことは、やはり私たちがミツバチから同定した汎用性初期応答遺伝子Erg-1を用いた解析でも確認された〔Ugajin et al., FEBS Lett. (2013)〕。以上の結果は、ミツバチの採餌飛行時には、これら2種類の性質の異なるケニヨン細胞が脳での感覚情報処理に関わることを示唆している。今後は、mKast などのケニヨン細胞サブタイプ選択的に発現する遺伝子を利用した遺伝子工学的手法を開発・利用することで、ミツバチの「航空術」のベースとなる神経機構の一端が明らかになると期待される。

現在までの達成度 (区分)

理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Identification and characterization of an Egr ortholog as a neural immediate early gene in the European honeybee (Apis mellifera L.). (2013)
  • 著者名/発表者名: Ugajin, A., Kunieda, T. and Kubo, T.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 巻: 587 ページ: 3224-3230
  • DOI: doi.org/10.1016/j.febslet.2013.08.014
• [雑誌論文] Novel middle-type Kenyon cells in the honeybee brain revealed by area-preferential gene expression analysis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kaneko, K., Ikeda, T., Nagai, M., Hori, S., Umatani, C., Tadano, H., Ugajin, A., Nakakoka, T., Paul, R. K., Fujiyuki, T., Shirai, K., Kunieda, K., Takeuchi, H. and Kubo, T.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 8 ページ: e71732
  • DOI: DOI: 10.1371/journal.pone.0071732
• [学会発表] セイヨウミツバチにおけるEgr-1ホモログの同定と脊椎動物-昆虫間で保存された初期応答遺伝子としての性状解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宇賀神 篤、國枝 武和、久保 健雄
  • 学会等名: 第58回日本応用動物昆虫学会大会
  • 発表場所: 高知大学朝倉キャンパス（高知県）
  • 年月日: 20140327-20140327
• [学会発表] Identification and characterization of an Egr ortholog in the European honeybee (Apis mellifera L.) as a conserved neural IEG in insects and vertebrates (2013)
  • 著者名/発表者名: Ugajin, A., Kunieda, T. and Takeo Kubo
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年
  • 発表場所: 神戸国際展示場（兵庫県）
  • 年月日: 20131204-20131204
• [学会発表] Identification of three genes expressed highly selectively in the mushroom bodies in the European honeybee Apis mellifera (2013)
  • 著者名/発表者名: 末次翔太、竹内秀明、國枝武和、久保健雄
  • 学会等名: 日本動物学会 第84回岡山大会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス（岡山県）
  • 年月日: 20130927-20130927
• [図書] Ecdysteroids and Honeybee Social Bheviors. In: Hormones and Behavior (Ed: Simonsen, D.) eBook (2013)
  • 著者名/発表者名: Shiota, Y. and Kubo, T.
  • 総ページ数: 21
  • 出版者: eBook, NOVA Science Publishers.
• [備考] 東京大学大学院理学系研究科生物科学専攻細胞生理化学研究室
  • URL: http://www.biol.s.u-tokyo.ac.jp/users/saibou/lab.html