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インスリン経路の重複と社会進化の関係性の解明

阐明胰岛素途径重复与社会进化之间的关系

基本信息

批准号：
21J01321
负责人：
小口晃平
金额：
$ 3.08万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、シロアリのカースト分化へのインスリン経路の関与を明らかにすることを目的に、生殖虫分化におけるインスリン様成長因子と受容体の遺伝子発現動態の解析および機能解析を行なった。材料種であるオオシロアリおよびゲノム解析等が行われている近縁種におけるインスリン関連遺伝子を解析したところ、シロアリは５つのインスリン様成長因子および、インスリン受容体が３つに重複したインスリン経路を持つことが判明した。これらについて補充生殖虫分化過程での発現解析を行なった結果、脳においてインスリン様成長因子の一つ(ilp4)が発現上昇することが判明した。またインスリン受容体の一つ(InR3)が生殖腺および外部生殖器官において発現上昇を示す傾向が得られた。さらにin situ hybridization法により、ilp4は脳間部の10対程度の細胞塊において局所的な発現が見られ、これらがインスリン分泌細胞であることが示唆された。また補充生殖虫分化を誘導した個体に対し、RNAi法による遺伝子機能阻害をおこなった結果、脱皮が遅延する他、生殖腺発達が妨げられた。よってインスリン経路の遺伝子ilp4とInR3が殖虫分化において重要な役割を果たすことが示唆された。また、補充生殖虫以外のカースト（有翅虫、兵隊、ワーカー）への脱皮過程においても、脳を対象としたトランスクリプトーム解析やリアルタイム定量PCR法により、インスリン様成長因子を含む神経内分泌因子の発現動態を調査した。その結果、繁殖カーストである有翅虫分化時には、先の生殖虫分化過程で発現上昇を示したilp4の発現変動は見られないなど異なる挙動を示した。本結果により、インスリン経路以外の因子が有翅虫分化には寄与しており、同じ繁殖カーストでも全く異なる分子機構により分化が制御されうることが示唆された。

This year, we analyzed the relationship between reproductive differentiation and reproductive pathway, reproductive differentiation, growth factor and receptor gene expression dynamics, and functional analysis. The material species is divided into three parts: the growth factor, the receptor and the receptor. The growth factor, the receptor and the receptor are divided into three parts. The results of the analysis of the development of the reproductive worm differentiation process and the increase of the growth factor (ilp4) in the reproductive worm differentiation process were identified. The gonad and external reproductive organs have a tendency to increase in the presence of a receptor (InR3). In situ hybridization method, ilp4 cells in 10 pairs of cells in the middle of the cell block appear as secretory cells. To complement the reproductive differentiation of individuals, RNAi methods, gene function, results, molting, and gonad development. The gene expression of ILP4 and INR3 in the gene expression pathway is important for the differentiation of the germ cells. In addition, we investigated the development dynamics of insulin-like growth factors including neuroendocrine factors during the molting process of insects other than reproductive insects (winged insects, soldiers, and cockroaches). The results, reproduction and differentiation of winged insects are shown in the rise and rise of the development of the reproductive insects. The results showed that the factors outside the pteroid differentiation pathway were different from those in the same reproductive pathway.