シロアリの兵蟻分化におけるＤＮＡメチル化機構の役割

DNA甲基化机制在白蚁士兵分化中的作用

基本信息

批准号：
18J15134
负责人：
鈴木隆太郎
金额：
$ 1.22万
依托单位：
University of Toyama
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、表現型可塑性の好例である社会性昆虫のカースト分化の制御機構の解明を目的とし、シロアリの兵隊分化の制御機構の解明を目指した。以前、ネバダオオシロアリのカースト分化過程におけるトランスクリプトーム解析を行った結果、エピジェネティック制御とHippoシグナル経路が、兵隊分化制御の重要因子であることが推測された。前年度に、エピジェネティック制御について解析を行ったため、今年度、それらの研究成果を論文にまとめ、発表した。今年度は、Hippoシグナル経路についての解析を行った。前述のトランスクリプトームデータから、兵隊分化過程で高発現するHippoシグナル経路遺伝子を検出し、RNA干渉(RNAi)法による機能解析を行った。その結果、転写保因子であるYkiのノックダウンにより脱皮不全が確認され、転写因子であるMadのノックダウンにより職蟻様個体への脱皮が確認された。次に、兵隊分化における既知の重要なホルモンシグナル経路（幼若ホルモン，エクダイソン，インシュリン）に含まれる遺伝子について、YkiとMadそれぞれのRNAi個体を用いて発現解析を行った。その結果、各経路の受容体および転写因子の発現低下が確認された。特に、YkiのRNAiでは脱皮に関与する遺伝子が低下し、MadのRNAiでは形態形成に関与する遺伝子が低下していた。以上の結果より、Hippoシグナル経路は兵隊分化における脱皮および形態形成の制御因子であることが示唆された。甲虫類の武器形質の形成においてHippoシグナル経路は、ホルモンシグナルと形態形成遺伝子の発現を制御することで部位特異的な形態形成をもたらすと考えられており、兵隊と完全変態昆虫の武器形質形成機構と共通する可能性がある。また、兵隊分化に重要なホルモン経路への関与も示されたことから、Hippoシグナル経路は兵隊分化における形態変化を伴う脱皮を制御する重要な因子であることが示唆された。

本研究旨在阐明社会性昆虫种姓分化的控制机制，这是表型可塑性的一个很好的例子，旨在阐明白蚁士兵分化的控制机制。此前，通过对内华达白蚁种姓分化过程中的转录组分析，推测表观遗传调控和Hippo信号通路是控制士兵分化的重要因素。去年我们对表观遗传调控进行了分析，今年我们总结了我们的研究成果并发表了论文。今年，我们分析了 Hippo 信号通路。从上述转录组数据中，我们检测到了在士兵分化过程中高表达的Hippo信号通路基因，并利用RNA干扰（RNAi）进行了功能分析。结果，敲低转录因子 Yki 会导致蜕皮缺陷，敲低转录因子 Mad 会导致蜕皮成工蚁样个体。接下来，我们使用Yki和Mad的RNAi个体分析了士兵分化过程中涉及已知重要激素信号通路（保幼激素、蜕皮激素和胰岛素）的基因的表达。结果，证实了每个途径的受体和转录因子的表达降低。特别是，Yki RNAi 减少了参与蜕皮的基因，而 Mad RNAi 减少了参与形态发生的基因。这些结果表明，Hippo 信号通路是士兵分化过程中蜕皮和形态发生的调节因子。在甲虫武器性状的形成中，Hippo信号通路被认为通过控制激素信号和形态发生基因的表达来实现位点特异性形态发生，这有可能是常见的。此外，还证明了在士兵分化过程中重要的激素途径的参与，这表明Hippo信号通路是控制士兵分化期间伴随形态变化的蜕皮的重要因素。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

シロアリの兵隊分化過程におけるHippo signaling遺伝子の機能解析

Hippo信号基因在白蚁士兵分化过程中的功能分析

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
SEIKO Takashi;TERAI Yohey;鈴木隆太郎，矢口甫，松下誠，縫部京吾，前川清人
通讯作者：
鈴木隆太郎，矢口甫，松下誠，縫部京吾，前川清人

ネバダオオシロアリにおける兵隊分化初期過程の分子機構

内华达白蚁早期士兵分化的分子机制

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
鈴木隆太郎，矢口甫，松下誠，縫部京吾，前川清人
通讯作者：
鈴木隆太郎，矢口甫，松下誠，縫部京吾，前川清人

Histone modifying genes are involved in the molting period during soldier differentiation in Zootermopsis nevadensis.

DOI：
10.1016/j.jinsphys.2019.103892
发表时间：
2019-08
期刊：
Journal of insect physiology
影响因子：
2.2
作者：
R. Suzuki;H. Yaguchi;K. Maekawa
通讯作者：
R. Suzuki;H. Yaguchi;K. Maekawa

Expression and function analysis of epigenetic-related genes during soldier differentiation in Zootermopsis nevadensis.

内华达白蚁士兵分化过程中表观遗传相关基因的表达及功能分析

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ryutaro Suzuki;Hajime Yaguchi;Shuji Shigenobu;Kiyoto Maekawa
通讯作者：
Kiyoto Maekawa

DOI：
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作者：
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通讯作者：
山本祐生（熊本大・理学部）・細野高啓（熊本大・大学院先端科学研究部）・Oktanius Richard Hermawan，新城竜一，伊藤湧人，宋科翰，安元純，宮城もね，松岡走，高田遼吾，安元剛，丸山莉緒，三雲沙貴，飯島真理子

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DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
鈴木隆太郎;井坂琢也;田嶋健太郎;松尾吉晃;高井和之
通讯作者：
高井和之

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发表时间：
2021
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影响因子：
0
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鈴木隆太郎;出井勇人;山下祐一;尾形哲也;飯島真理子;小島知将，出井勇人，尾形哲也，菅野重樹;飯島真理子;出井勇人，大畑渉，山下祐一，尾形哲也，谷淳;飯島真理子;飯島真理子;丸山莉織・安元剛・水澤奈々美・天野春菜・神保充・渡部終五・高田遼吾・廣瀬美奈・新城竜一・細野高啓・飯島真理子・井口亮・安元純;丸山莉織・水澤奈々美・安元純・飯島真理子・安元剛・廣瀬美奈・井口亮・神保充・渡部終五・安元剛;飯島真理子・安元剛・安元純・井口亮・中村崇・酒井一彦・廣瀬美奈・水澤奈々美・鈴木淳・神保充・渡部終五;山本祐生（熊本大・理学部）・細野高啓（熊本大・大学院先端科学研究部）・Oktanius Richard Hermawan，新城竜一，伊藤湧人，宋科翰，安元純，宮城もね，松岡走，高田遼吾，安元剛，丸山莉緒，三雲沙貴，飯島真理子;水澤奈々美，井口亮，飯島真理子，丸山莉緒，安元純，安元剛，廣瀬美奈，渡部終五
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发表时间：
2022
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
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作者：
鈴木隆太郎;出井勇人;山下祐一;尾形哲也;飯島真理子;小島知将，出井勇人，尾形哲也，菅野重樹;飯島真理子;出井勇人，大畑渉，山下祐一，尾形哲也，谷淳;飯島真理子;飯島真理子;丸山莉織・安元剛・水澤奈々美・天野春菜・神保充・渡部終五・高田遼吾・廣瀬美奈・新城竜一・細野高啓・飯島真理子・井口亮・安元純
通讯作者：
丸山莉織・安元剛・水澤奈々美・天野春菜・神保充・渡部終五・高田遼吾・廣瀬美奈・新城竜一・細野高啓・飯島真理子・井口亮・安元純