2020 Fiscal Year Annual Research Report
Regulation mechanisms of metamorphosis depending to crowded condition
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18K14796
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
栂 浩平 日本大学, 文理学部, 助手 (10726798)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 密度応答 / 変態 / 発生の可塑性 / 昆虫 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
いくつかの甲虫類の中には，密度条件が変態の開始に影響を与えることが知られる．ジャイアンとミルワームは，高密度条件によって変態の開始が極度に遅延する昆虫種である．この現象は適応的な発生機構であり，本種の幼虫は高密度環境において生じやすい他の幼虫からの捕食から逃れている．本研究ではこの密度に応答した変態制御に関する生理発生機構の解明を目的としている．
幼若ホルモンと脱皮ホルモンが変態の制御に中心的に関わるホルモンである．これらホルモンの受容や応答に関わる遺伝子の発現量解析や，ホルモン投与実験により，ジャイアントミルワームの高密度による変態の抑制は，主に脱皮ホルモンの分泌抑制によって起こることを示した．これらの成果を学術雑誌に発表した．
ジャイアントミルワームの十分成長した幼虫は，隔離されてから8-10日で変態を開始する．本年度は隔離と高密度を繰り返した時に，本種の幼虫がどのような応答を示すか調査した．その結果，高密度環境のタイミングや期間の長さが変化しても，変態開始に要する期間は，隔離のみの条件における期間とほぼ同じであった．つまり，変態開始のタイミングは，隔離状態で進行し，高密度で停止するタイマーによって制御されていることを意味する．
RNAシーケンス解析により，一般的に匂い受容に関わる遺伝子（obp)が高密度環境に応答して発現が上昇し，この遺伝子が変態開始を抑制することがわかった．この遺伝子は，前述したタイマーの進行を停止する分子である可能性がある．この遺伝子がコードするタンパク質はシステインの数によってグループ分けされる．高密度によって発現が上昇するobpはシステインの数が少ないグループであることを分子系統学的に明らかにした．
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