RNAi法を用いた、昆虫の脱皮・変態におけるホルモンシグナリング経路の解明

利用 RNAi 方法阐明昆虫蜕皮和变态过程中的激素信号通路

• 批准号: 06J00913
• 负责人: 水口 智江可
• 金额: $ 1.47万
• 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 JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J00913/
• 关键词: 幼若ホルモン; RNAi; コクヌストモドキ; アラタ体; メチル基転移酵素; エポキシ化酵素

昆虫の脱皮・変態は、脱皮ホルモンと幼若ホルモン(JH)によって制御される。JHは幼虫から蛹、成虫への変態を抑制する作用を有するが、JHのシグナル伝達経路はほとんど解明されていない。最近、Methoprene-tolerant(Met)遺伝子がJH受容体である可能性が示唆され、また転写因子Broad-complex(br)がMetの下流でJHによる発現制御を受けることが報告されているが、Metとbrの間で働く因子はいまだに不明であった。最近ショウジョウバエのKruppel homolog 1(Kr-h1)遺伝子がJHで誘導される遺伝子として同定されたが、この遺伝子のJHシグナリングにおける役割はまだ明確にされていない。そこで本年度の研究では、RNAi法による遺伝子の機能解析が容易にできる甲虫コクヌストモドキを用い、Kr-h1遺伝子の機能解析を行った。その成果は次のようにまとめられる。1.Kr-h1はJH誘導性の転写因子である。Kr-h1 mRNAは胚期と幼虫期に強く発現し、JH濃度の低い蛹期ではほとんど検出されなかった。JH活性化合物(JHM)を蛹の初期に投与すると、成虫への変態が阻害され蛹の形態が維持されるが、この時Kr-h1の発現が顕著に誘導された。2.Kr-h1はJHの「変態抑制」シグナルを伝達する。若齢幼虫においてKr-h1遺伝子をRNAi法によりノックダウンすると、蛹への早熟変態が誘導された。一方、蛹の初期のJHM処理によるKr-h1の発現誘導をRNAi法により抑えると、JHMの変態抑制効果がほとんどみられず、ほぼ正常な成虫になった。このようにKr-h1遺伝子のノックダウンによりJHシグナリングが阻害され、JHの変態抑制効果に対する感受性が低下した。3.Kr-h1はJHシグナリングにおいてMetの下流で、そしてbrの上流で作用する。定量PCR法による解析の結果、蛹期ではMet, Kr-h1,brの順でJHシグナルを伝えることが示された。4.Kr-h1は脱皮ホルモンとJHのカスケードをつなぐ鍵遺伝子である。Kr-h1遺伝子の発現はJHのみならず脱皮ホルモンによっても誘導されることから、脱皮ホルモンとJHの両方のシグナリングに関わることが示唆された。

Insect molting, transformation, molting ホ, モ, と と, juvenile ホ, モ (JH)によって control される. JH は larvae か ら pupa and adult へ の - state を inhibit す を る is す る が, JH の シ グ ナ ル 伝 da 経 road は ほ と ん ど interpret さ れ て い な い. Recently, the Methoprene - tolerant (Met) posthumous son 伝 が JH by let body で あ が る possibility in stopping さ れ, ま た Broad - complex planning write factor (br) が Met の obscene で JH に よ る 発 now suppression を by け る こ と が report さ れ て い る が, Met と br between の で 働 く factor は い ま Youdaoplaceholder0 unknown であった. Recently シ ョ ウ ジ ョ ウ バ エ の Kruppel homolog 1 (Kr - h1) posthumous son 伝 が JH で induced さ れ る posthumous son 伝 と し て with fixed さ れ た が, こ の posthumous son 伝 の JH シ グ ナ リ ン グ に お け る service cut は ま だ clear に さ れ て い な い. そ こ で の research this year で は, RNAi に よ る posthumous son 伝 の function analytical が easy に で き る beetle コ ク ヌ ス ト モ ド キ を い, traces of Kr - h1 伝 son の line function analytical を っ た. Youdaoplaceholder0 そ achievements そ times ようにまとめられる ようにまとめられる. 1.Kr-h1 転 JH inducibility 転 write the factor である. Kr-h1 mRNA is strongly present in the <s:1> embryonic stage と larval stage に く with a <s:1> occurrence, and the JH concentration is slightly low in the <s:1> pupal stage で <s:1> ほとん <s:1> 検 検 検 検 されな されな った った. JH active compounds (JHM) を pupa の に cast with early す る と, adult へ の - state が resistance against さ れ pupa の form が maintain さ れ る が, こ の Kr - h1 の 発 now が 顕 induced the に さ れ た. 2.Kr-h1 を伝 JH <s:1> "variable suppression" シグナ を伝 を伝 to する. If 齢 larvae に お い て Kr - h1 heritage 伝 son を RNAi method に よ り ノ ッ ク ダ ウ ン す る と, pupa へ の precocious - state が induced さ れ た. Early party, pupa の の JHM 処 Richard に よ る Kr - h1 の 発 now induced を RNAi method に よ り え suppression る と, JHM の - mode rejection unseen fruit が ほ と ん ど み ら れ ず, ほ ぼ な normal adult に な っ た. こ の よ う に Kr - h1 posthumous son 伝 の ノ ッ ク ダ ウ ン に よ り JH シ グ ナ リ ン グ が resistance against さ れ, JH の - mode rejection unseen fruit に す seaborne る sensitivity low が し た. 3.Kr-h1 <s:1> JHシグナリ グにお て てMet downstream で, そ て てbr upstream で action する. Quantitative PCR method に よ る analytical の results, pupal stage で は Met, Kr - h1, br の shun で JH シ グ ナ ル を 伝 え る こ と が shown さ れ た. 4.Kr-h1 <s:1> desquamation ホ モ モ と とJH <s:1> カスケ ドを ドを なぐ なぐ なぐ なぐ なぐ 伝 the 伝 of the なぐ key remains 伝 である. Kr - h1 posthumous son 伝 の 発 now は JH の み な ら ず peeling ホ ル モ ン に よ っ て も induced さ れ る こ と か ら, peeling ホ ル モ ン と JH の struck party の シ グ ナ リ ン グ に masato わ る こ と が in stopping さ れ た.

项目成果

Functional analyses of JH biosynthetic enzymes of the red flour beetle, Tribolium castaneum.

赤拟谷盗 JH 生物合成酶的功能分析。

• 发表时间: 2007
• 作者: 水口智江可