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

• 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

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 が possess <s:1> multicolored な structural colors, special な optical properties を, and <s:1> fine structures ら and ら. The がそ がそ ような of insects is ような. The development structure is を. The す details are shown. The メカニズム を are divided into って って な な. Youdaoplaceholder0 type コガネムシ, natural で <e:1> is very に rare and <s:1> コレステリッ is a liquid crystal による yen. Polarized <s:1> ある is a structural color that を holds を. ま た, RNAi が よ く unseen く こ と に え, easy applicants は な heritage 伝 son import technology の open 発 に も successful し て い る. そ こ で this study で は, コ ガ ネ ム シ constructing の を み out す molecular institutions/heritage 伝 sub base plate を interpret す る こ と を purpose と し て, ナ ミ ハ ナ ム グ リ を material に い, (1) constructing を hold つ organization で specific に 発 now す る posthumous son 伝 を explore し た, (2) after そ れ ら の RNAi や before turning 発 now be 験 に よ り be interstate に structure color 発 color に masato わ る The 伝 and を are the same as する. Youdaoplaceholder0, pupa of the black-eyed stage および, pre-adult pupa ナ および ハナムグリ (Cetonia. Pilifera) の after the front wing, wing on the back, chest, back, chest, abdomen, back on the back of the の 6 kinds の organization か ら RNA を spare し line, RNA - seq analytic を っ た と こ ろ, つ constructing や し elimination が see ら れ る 2 kinds の organization (と front wing on the back of the chest) で は 発 now す る が he の 4 groups で は 発 now し な い 伝, ま た, コ レ ス テ リ ッ ク color liquid crystal structure が see ら れ る four の organization (front wings on the back, chest に plus え て chest front と) on the back of back で は 発 now す る が underwing と abdomen back で は 発 now し な い posthumous son 伝 が そ れ ぞ れ plural to ら れ た. さ ら に, こ れ ら の posthumous son 伝 の 発 now を rt-pcr で べ, そ の 発 の tissue specificity を now confirmed し た. ま た, skin is の の worm で hardening に masato わ る こ と が points か っ て い る laccase 2, pigment color 発 color に masato わ る こ と が points か っ て い る ebony, yellow な ど の heritage 伝 son see constructing も が ら れ る others 々 な organization で 発 now し て い る こ と が わ か っ た. に, laccase 2 heritage 伝 son の RNAi を ナ ミ ハ ナ ム グ リ の pupal stage line で っ た と こ ろ, adult の の skin sclerosis が え suppression ら れ る と に skin at the same time の coloring も え suppression ら れ, tectonic 発 color color に laccase 2 を interface し た の skin sclerosis が necessary で あ る こ と が points か っ た. The practical experience of analyzing the functions of the 伝 sub-organ of his cultural heritage is currently underway at である.

项目成果

コガネムシは円偏光構造色を持つ

圣甲虫具有圆偏振结构色

• 发表时间: 2017
• 期刊: アグリバイオ
• 作者: 檜垣亜由子;岡田光司;米田直也;井出徹;早川徹;神村 学
• 通讯作者: 神村 学