セイヨウミツバチの働き蜂の利他行動と不妊性を制御する分子機構の解析

西方蜜蜂工蜂利他行为和不育的分子机制分析

基本信息

批准号：
07J10669
负责人：
山崎百合香
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

これまでの研究により、ミツバチの働き蜂の育児蜂から採餌蜂の行動変化において、エクダイステロイド(変態ホルモン)情報伝達経路に関わる核内受容体遺伝HR38が脳のキノコ体(高次中枢)で女王蜂、育児蜂よりも採餌蜂で強く発現する事を発見し、働き蜂の分業を変態ホルモンが調節する可能性を提示した。変態ホルモンは変態時には脱皮を促進し、成体では生殖に関わる事が知られているが、このような脳での機能については不明である。ところで、エクダイステロイドは前胸腺と卵巣がその合成器官として知られているが、不妊化されている働き蜂においては卵巣が退縮しており、前胸腺も見つかっていない。しかしながら、卵巣の発達している女王蜂と同程度のエクダイステロイドtiterが働き蜂においても検出される。申請者はまず、働き蜂におけるエクダイステロイド合成場所の決定を試みた。(1)エクダイステロイド合成酵素遺伝子群の発現解析昆虫は植物に含まれるコレステロールをphantom、disembodied、shadow、shadeによってコードされるエクダイステロイド合成酵素によってエクダイソンや20-hydroxyecdysoneに変換する。これらの遺伝子についてRT-PCRを行うと、体中のどの組織においても発現が確認された。他の昆虫種においては、これらの遺伝子は前胸腺や卵巣で局所的に発現している。今回のように、さまざまな領域で発現が確認された例は初めてであり、ミツバチにおいては体内でのエクダイステロイド合成の仕方が特殊なのかもしれない。(2)さまざまな組織培養による分泌エクダイステロイド量の定量摘出した脳、下咽頭腺、脂肪体組織について培養液中で30℃12時間ほどインキュベートし、培養液中に分泌されたエクダイステロイドを抗エクダイソン抗体を用いたRIA法によって検出したところ、抗エクダイソン抗体との反応がみられた。この結果は変態時に変態ホルモンとして働くエクダイステロイドが成虫では脳からも分泌されていることを示唆する初めてのデータとなる。分泌されたエクダイステロイドは働き蜂の行動変化や生理状態変化を制御しているかもしれない。

先前的研究发现，在蜜蜂喂养工人的行为变化中，遗传HR38参与了ekudisteroid（变质激素）的信号传导途径，在大脑的蘑菇身体（更高的中心）中比在觅食蜜蜂中更强烈地表达了蜜蜂（更高的蜂巢中心）的蜜蜂，并提出了蜜蜂的划分，并提出了可能的人。变形激素会在变形过程中促进淋巴结，并众所周知成人繁殖，但尚不清楚大脑的这种功能是如何的。顺便说一句，外胚层被称为胸前和卵巢中的合成器官，但是在无菌工人的蜜蜂中，卵巢也退缩了，也没有发现牙骨会。但是，在工人蜜蜂中也发现了与具有发达卵巢发育的皇后蜜蜂相同的ecdysteloid滴度。申请人首先试图确定ecdysteroid合成在工人蜜蜂中的位置。（1）对植物中包含的胆固醇基因的表达分析转化为Echdison中的胆固醇，并由phantom编码的echdisteroid Synthase将植物中的胆固醇转化为Echdison和20-羟基甲虫，并被幻影编码，无形，阴影和摇动。当对这些基因进行RT-PCR时，在体内的任何组织中都证实了表达。在其他昆虫物种中，这些基因在胸部和卵巢中局部表达。在这种情况下，这是在各个区域中首次证实表达，而在蜜蜂中，体内echdaisteroids合成的方式可能是特殊的。（2）定量确定各种组织培养物中分泌的类固醇的量。在30°C的培养基中在培养基中孵育12小时的大脑，咽部腺体和脂肪组织，并使用抗EXDYSON抗体通过RIA方法检测到在培养基中分泌的类固醇，并观察到与抗-Exdyson抗体的反应。该结果是第一个数据表明，在变态过程中充当变态激素的胚叶也被成人大脑分泌。分泌的ecdysteroid可能控制工人蜜蜂行为和生理状态的变化。