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コガネムシの構造色発色を支える分子機構/遺伝子基盤の解明

阐明支持圣甲虫结构着色的分子机制/遗传基础

基本信息

批准号：
26660275
负责人：
神村学
金额：
$ 2.5万
依托单位：
National Institute of Agrobiological Sciences
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-26660275/
关键词：
構造色コガネムシコレステリック液晶円偏光

项目摘要

昆虫が持つ多彩な構造色は、特殊な光学特性を持つ微細構造から生じる。しかし、昆虫がそのような発色構造を作り出す詳しいメカニズムは分かっていない。コガネムシ類は、自然界でも非常に珍しいコレステリック液晶による円偏光のある構造色を持つ。また、RNAiがよく効くことに加え、申請者は簡便な遺伝子導入技術の開発にも成功している。そこで本研究では、コガネムシの構造色を生み出す分子機構/遺伝子基盤を解明することを目的として、ナミハナムグリを材料に用い、①構造色を持つ組織で特異的に発現する遺伝子を探索した後、②それらのRNAiや過剰発現実験により実際に構造色発色に関わる遺伝子を同定する。まず、黒眼期の蛹および前成虫のナミハナムグリ（Cetonia pilifera）の前翅、後翅、胸部背面、胸部腹面、腹部背面、背部背面の６種類の組織からRNAを抽出し、RNA-seq解析を行ったところ、つや消し構造色が見られる２種類の組織（前翅と胸部背面）では発現するが他の４組織では発現しない遺伝子、また、コレステリック液晶構造色が見られる４種の組織（前翅、胸部背面に加えて胸部腹面と背部背面）では発現するが後翅と腹部背面では発現しない遺伝子がそれぞれ複数得られた。さらに、これらの遺伝子の発現をRT-PCRで調べ、その発現の組織特異性を確認した。また、他の虫で皮膚の硬化に関わることが分かっているlaccase 2、色素色発色に関わることが分かっているebony, yellowなどの遺伝子も構造色が見られる様々な組織で発現していることがわかった。次に、laccase 2遺伝子のRNAiをナミハナムグリの蛹期で行ったところ、成虫の皮膚の硬化が抑えられると同時に皮膚の着色も抑えられ、構造色発色にlaccase 2を介した皮膚の硬化が必要であることが分かった。他の遺伝子の機能解析実験は現在進行中である。

Insects have colorful structural colors, special optical characteristics, and fine structures. The color structure of insects is very important. In the natural world, there are many kinds of liquid crystals, such as polarized light and structural color. The applicant has successfully developed a simple gene introduction technology. In this study, the structural color of RNAi was generated, the molecular mechanism/gene matrix was analyzed, the purpose was determined, the material was used, the structural color was maintained, the gene was explored, the RNAi gene was determined, and the structural color was determined.まず、黒眼期の蛹および前成虫のナミハナムグリ(Cetonia pilifera) RNA extraction, RNA-seq analysis, structural color analysis, structural color analysis of 6 kinds of tissues (front wing, back of chest), RNA extraction, RNA-seq analysis, RNA extraction, RNA extraction Four kinds of tissues (front wing, back of chest, back of chest) were found in the liquid crystal structure. In addition, RT-PCR was used to modulate and confirm the tissue-specificity of the gene expression. 2. Pigment color development is related to the development of tissue. The RNAi of the secondary and laccase 2 genes is necessary for the hardening of the skin of adults and the pigmentation of the skin. The analysis of the function of his heritage is now in progress.