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Evolutionary origin of insect metamorphosis: Insights from ametabolous insects

昆虫变态的进化起源：来自无变态昆虫的见解

基本信息

批准号：
20H02999
负责人：
大門高明
金额：
$ 10.48万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02999/
关键词：
昆虫変態ホルモン進化ゲノム

项目摘要

本研究では、昆虫がどのようにして変態する能力を獲得したのか、という問いに答えることを目指し、昆虫の変態の共通原理とその進化的起源は何かを明らかにすることを目的とする。この目的のために、これまでほとんど研究されてこなかった無変態昆虫において、幼若ホルモンがどのような機能をもつのか、そして幼若ホルモン経路がどのように働くのかを明らかにする。2022年度の主な成果は以下の通りである。(1)マダラシミにおけるMEKRE93 pathwayの機能解析: マダラシミにおける幼若ホルモンシグナリング機構、およびその役割を明らかにするために、MEKRE93 pathwayを担う遺伝子について機能解析を行った。成虫化を誘導する転写因子E93においては、無変態昆虫と不完全・完全変態昆虫との発現比較解析から、胚子期における発現量・発現タイミングのシフトが昆虫の変態を駆動する力として働いた可能性を見出した。また、E93のノックアウト系統の樹立に成功し、変異体では成虫化のタイミングが顕著に遅延するという興味深い表現型を見出した。また、JH受容体等の他の遺伝子についてもノックアウト系統の樹立を進めた。(2)マダラシミにおける遺伝子機能解析系の整備: 上述のゲノム編集法に加えて、外来遺伝子をマダラシミで発現させるためのトランスジェニック法の開発を行った。複眼で発現するEGFP遺伝子カセットをマーカーとしてpiggyBacベクター系を用いて遺伝子組換えを試みたところ、期待通りの遺伝子組換え系統を作出することができた。胚子期・幼虫期でのマーカー遺伝子の発現は弱く改善が必要であるものの、遺伝子組換え効率は十分実用レベルにあった。今後の遺伝子機能解析系として遺伝子組換えは有力な手法であると考えられる。

The purpose of this study is to clarify the common principles of insect behavior and the origin of insect behavior The purpose of this study is to study the biological characteristics of insects and their functions. 2022 The main achievements are as follows. (1)MEKRE93 pathway function analysis: MEKRE93 pathway function analysis Adult induction factor E93 is a comparative analysis of the occurrence of insects in the embryonic stage, incomplete and complete states, and the occurrence of insects in the embryonic stage. The E93 system was successfully established, and the heterogeneic phenotype was found in the adult system. The establishment of other systems such as JH and JH receptors (2)The preparation of the functional analysis system of Maharashima genetic vectors: the above-mentioned necessary compilation method has been added, and the development of the Taharashima genetic vector method has been carried out. The compound eye appears to be a piggyback, and the piggyback system is expected to be used in conjunction with the EGFP subsystem. Embryo stage, larval stage, embryo development, embryo formation, embryo formation In the future, the function analysis system of genetic sub-group will be changed into powerful methods.