シロアリの兵蟻分化におけるＤＮＡメチル化機構の役割

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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。