ホルモン応答性に着目したシロアリのカースト進化機構の考察：キゴキブリとの比較解析

以激素反应性为中心的白蚁种姓进化机制思考：与黄蟑螂的比较分析

• 批准号: 15J10817
• 负责人: 増岡 裕大
• 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: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J10817/
• 关键词: カースト分化; 幼若ホルモン; JHシグナル遺伝子; キゴキブリ; エクダイソン; 比較トランスクリプトミクス

本研究課題ではシロアリにおけるカーストの進化機構を明らかにするため、姉妹群であるキゴキブリとの比較に重点を置いた研究を行ってきた。本年度ではまず、JH類似体であるピリプロキシフェンによる人為的な兵隊分化誘導過程において、他種昆虫でJHの下流で働くことが知られているシグナル遺伝子群の機能解析を行った。その結果、JHの受容体であるMethoprene-tolerant（Met）遺伝子とその活性化補因子であるSRC遺伝子のノックダウンは兵隊への分化を抑制することが示された。一方で、受容体の下流で働くことが知られているKr-h1やBr-C遺伝子のノックダウンは兵隊分化に影響しないことが示された。以上の結果は、非常に重要な知見であり、兵隊分化を司る遺伝子シグナル経路がJH受容体の下流に新たに獲得されたことを示唆する。一方で、本年度はキゴキブリにおける本格的な分子生物学的手法を用いた解析に着手した。その結果、キゴキブリにおいてRNAi方による遺伝子ノックダウン法の確立に成功した。なお、昨年度の結果により、キゴキブリにおいてピリプロキシフェン処理は若齢幼虫の加齢脱皮を誘導することが示されている。そこで、この加齢脱皮誘導過程において、シロアリで検証した遺伝子の内、JH受容体であるMet遺伝子とKr-h1遺伝子のノックダウンを試みた。その結果、シロアリと同様に、Metのノックダウンは脱皮誘導を阻害するものの、Kr-h1は脱皮に影響することはなかった。これらの結果は、シロアリとキゴキブリでみられるJHによる脱皮促進現象には、JH受容体の下流で働く共通のシグナル経路が重要であることを示唆する。本年度は、以上の結果を得ることができ、シロアリの兵隊の進化機構について、姉妹群であるキゴキブリとの比較によりこれまでになかった新たな切り口の考察が可能となった。

在这个研究主题中，我们专注于将其与姊妹群体蟑螂进行比较，以阐明白蚁中种姓的进化机制。在今年，我们首先对使用pyriploxifen（一种JH类似物）进行人工诱导士兵分化的士兵分化时，对JH下游已知的信号基因进行了功能分析。结果表明，JH的受体且其活化辅助因子SRC基因的敲低含量耐受性（Met）基因抑制了分化为士兵。另一方面，已知在受体下游起作用的KR-H1和BR-C基因的敲低对士兵分化没有影响。以上结果是极其重要的发现，并表明负责士兵分化的基因信号途径已被新获得JH受体的下游获得。另一方面，今年我们使用全尺度的分子生物学方法开始了对蟑螂的全面分析。结果，我们成功地建立了一种使用RNAi在蟑螂中的基因敲低方法。此外，去年的结果表明，蟑螂中的乙吡羟芬治疗会诱导与年龄相关的年轻幼虫。因此，在这个与年龄相关的摩擦过程中，我们试图将MET和KR-H1基因（JH受体）分解为通过白蚁验证的基因。结果，类似于白蚁的敲低抑制抑制摩擦诱导，但是KR-H1不会影响分合。这些结果表明，JH受体下游起作用的常见信号通路对于在白蚁和蟑螂中看到的亲摩尔现象很重要。今年，获得了上述结果，并与姊妹组的蟑螂进行了比较，使您可以考虑以前从未见过的新方法。

项目成果

Maekawa Lab

前川实验室

Transcriptome and functional analysis of JH dependent genes in termites and woodroaches.

白蚁和蟑螂 JH 依赖性基因的转录组和功能分析。

• 发表时间: 2016
• 作者: Masuoka Y.;Yaguchi;H.;Toga;K.;Shigenobu;S.;Nalepa;C.;Maekawa K
• 通讯作者: Maekawa K

NGS解析で得られたシロアリの兵隊特異的な遺伝子の機能解析

NGS分析获得的白蚁士兵特异性基因的功能分析

• 发表时间: 2016
• 作者: 堀内寛子;原田直樹;乾博;山地 亮一;増岡裕大，前川清人
• 通讯作者: 増岡裕大，前川清人

Comparative transcriptome analysis of JH response genes between termites and woodroaches.

白蚁和蟑螂之间 JH 响应基因的比较转录组分析。

• 发表时间: 2016
• 作者: Horiuchi H;Usami A;Harada N;Ikushiro S;Sakaki Y;Nakano Y;Inui H;and Yamaji R.;増岡裕大，矢口甫，栂浩平，重信秀治，前川清人
• 通讯作者: 増岡裕大，矢口甫，栂浩平，重信秀治，前川清人