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2014 年度 実績報告書

ソシオゲノムの進化:カースト分化を規定する遺伝子群の解明

公募研究

研究領域複合適応形質進化の遺伝子基盤解明
研究課題/領域番号 25128705
研究機関富山大学

研究代表者

前川 清人  富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 准教授 (20345557)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード発生・分化 / 昆虫 / 進化 / 遺伝子 / 生理学
研究実績の概要

動物には,極めて高度な社会性を獲得したグループが存在する。その代表例である社会性昆虫がもつゲノム(=ソシオゲノム)には,複数の表現型(カースト)の設計図が織り込まれており,個体としての表現型が協調して「コロニーという総体」を作り上げる設計図をも織り込まれている点が特筆に値する。特にシロアリでは,各カーストの役割や形態が特殊化しているため,コロニーから各カーストを切り離して維持することは不可能である。したがって進化の過程では,各カーストを特徴づける形質と,協調や分業をもたらす複数の因子がほぼ同時に獲得されたと考えられる。本研究は,カースト分化を規定する未知の因子群を明らかにすることを目指し,兵隊・ワーカー・生殖カーストへの分化前の個体の特定に成功したヤマトシロアリに注目する。本年度はまず,新学術「ゲノム支援」のサポートを受けて,昨年度にシーケンスとde novo genome assemblyが完了したゲノム配列データを用いて遺伝子予測を行った。各種ホルモンやセルラーゼ関連遺伝子などのいくつかのカテゴリーに分け,他機関の専門家にも依頼してチームを編成し,アノテーションを進めている。続いて,昨年度に作製したライブラリー(各カーストの分化誘導過程の個体)のシーケンスを行い,ゲノム配列をフレームとして発現解析を遂行した。特に,これまで全くのブラックボックスであった分化過程の初期の遺伝子発現に注目した。その結果,各カーストの形態を特徴付ける形態形成因子やその上流にある発生運命決定に関与すると考えられる遺伝子が特定された。異なる遺伝子や同一遺伝子の別コピーが,それぞれ特異的な部位で発現することも明らかになった。以上の結果の一部は,原著論文にまとめると同時に,第10回国際JH会議,第17回国際社会性昆虫学会,第85回日本動物学会,第59回日本応用動物昆虫学会,ゲノム支援国際シンポジウム2015にて発表した。

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

    (14件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] High juvenile hormone titer and abdominal activation of the JH signaling may induce reproduction of termite neotenics.2015

    • 著者名/発表者名
      Saiki R, Gotoh H, Toga K, Miura T & Maekawa K
    • 雑誌名

      Insect Molecular Biology

      巻: 24 ページ: in press

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1111/imb.12169

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reproductive soldier-like individuals induced by juvenile hormone analog treatment in Zootermopsis nevadensis (Isoptera, Archotermopsidae).2014

    • 著者名/発表者名
      Saiki R, Yaguchi H, Hashimoto Y, Kawamura S & Maekawa K
    • 雑誌名

      Zoological Science

      巻: 31 ページ: 573-581

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.2108/zs140083

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Social interactions affecting caste development through physiological actions in termites.2014

    • 著者名/発表者名
      Watanabe D, Gotoh H, Miura T & Maekawa K
    • 雑誌名

      Frontiers in Physiology

      巻: 5 ページ: 127

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.3389/fphys.2014.00127

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ヤマトシロアリにおけるDNAメチル基転移酵素の発現パターン.2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木隆太郎,前川清人
    • 学会等名
      第59回日本応用動物昆虫学会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2015-03-27 – 2015-03-28
  • [学会発表] Genome sequences and transcriptomes reveal insights into proximate mechanisms during caste differentiation of termites.2015

    • 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 "Expanding Frontiers of Genome Science II"
    • 発表場所
      Hitotsubashi Hall, Tokyo
    • 年月日
      2015-01-20 – 2015-01-21
    • 招待講演
  • [学会発表] シロアリにおけるカースト分化の分子基盤:重要遺伝子の発現と機能.2014

    • 著者名/発表者名
      前川清人,斉木亮太,矢口甫,増岡裕大
    • 学会等名
      平成26年度日本動物学会中部支部大会
    • 発表場所
      のと勤労者プラザ
    • 年月日
      2014-11-23 – 2014-11-23
  • [学会発表] Transcriptomics on social interactions in termites: Effects of soldier presence.2014

    • 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 17th Congress of International Union for the Study of Social Insects
    • 発表場所
      Cairns Convention Centre, Cairns, Australia
    • 年月日
      2014-07-17 – 2014-07-17
  • [学会発表] Role of JH in the sex-biased termite soldier differentiation.2014

    • 著者名/発表者名
      Maekawa K, Hanmoto S, Watanabe D, Toga K & Miura T
    • 学会等名
      The 17th Congress of International Union for the Study of Social Insects
    • 発表場所
      Cairns Convention Centre, Cairns, Australia
    • 年月日
      2014-07-17 – 2014-07-17
  • [学会発表] Developments of termite neotenics regulated by high Juvenile hormone titers.2014

    • 著者名/発表者名
      Saiki R & Maekawa K
    • 学会等名
      The 17th Congress of International Union for the Study of Social Insects
    • 発表場所
      Cairns Convention Centre, Cairns, Australia
    • 年月日
      2014-07-15 – 2014-07-15
  • [学会発表] Sociogenomic studies on soldier differentiation in damp-wood termites.2014

    • 著者名/発表者名
      Yaguchi H, Shigenobu S & Maekawa K
    • 学会等名
      The 17th Congress of International Union for the Study of Social Insects
    • 発表場所
      Cairns Convention Centre, Cairns, Australia
    • 年月日
      2014-07-15 – 2014-07-15
  • [学会発表] Molecular mechanisms of caste-specific cuticular tanning in termites.2014

    • 著者名/発表者名
      Masuoka Y & Maekawa K
    • 学会等名
      The 17th Congress of International Union for the Study of Social Insects
    • 発表場所
      Cairns Convention Centre, Cairns, Australia
    • 年月日
      2014-07-15 – 2014-07-15
  • [学会発表] Effects of JH on neotenic differentiation in the termite Reticulitermes speratus.2014

    • 著者名/発表者名
      Saiki R & Maekawa K
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Juvenile Hormones
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2014-06-09 – 2014-06-13
  • [学会発表] Gene expression analyses of DNA methyltransferase during caste differentiation in the termite Reticulitermes speratus.2014

    • 著者名/発表者名
      Suzuki R & Maekawa K
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Juvenile Hormones
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2014-06-09 – 2014-06-13
  • [備考] Research Topics XIII.

    • URL

      http://www.sci.u-toyama.ac.jp/bio/maekawa-lab/research13.html

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公開日: 2016-06-01  

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