真社会性昆虫シロアリにおける分業システムとカースト分化運命決定機構の解明

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社会生活を営む生物では、高度な分業が発達しており、異なる社会役割を担う個体が集まることにより、集団としての性質が創発している。その役割分業の決定メカニズムを知ることは、複雑に組織化された社会の成り立ちについての理解を飛躍的に深めるだろう。社会性昆虫であるシロアリは、両性が協働する社会を維持しており、繁殖と労働の分業に加え、雌と雄の間でも役割の分業が見られる。このような性という遺伝的に不変な要素の上に、分業という可塑的な要素が加わった分業システムは、不妊カーストの出現という最重要課題へのアプローチを可能にする画期的な系である。本研究は、社会性昆虫の根幹を成す分業システムとその決定に関わる分子機構を解明する。本年度は、異なるカースト・齢・性別について行動解析を行い、コロニー内で担う役割の差異について調査した。その結果、王・女王のいる王室を起点に各カーストがコロニー内でどのような分布をするか明らかにした。また、観察された行動の種類（採餌・卵の世話・他個体へのグルーミング・巣の補修・防衛）を比較し、カースト・齢・性別・コロニー内の場所特異的な行動の差異を明らかにした。また、野外のコロニーにおいて幼虫の分化運命に父性・母性効果が大きく影響することを突き止めた論文が、iScienceに掲載された。本結果は、ゲノム上の塩基配列によらない遺伝因子が、真社会性昆虫の分業システムを支えていることを示すものであり、分業システムの分子基盤の解明につながる端緒となることが期待される成果である。本年度は本成果を受け、性的発達状態の異なる王と女王の交配実験を行い、得られた子のカースト分化運命を調査した。その結果、精子を介して伝わるエピジェネティックな遺伝情報が、子の分化運命を変えることを突き止めた。今後、その分子基盤の特定を行う予定である。