ミジンコにおける捕食者に誘導される表現型多型の分子機構の解明

環境に応じた表現型の変化を引き起こすメカニズムはまだよくわかっていない。これまでの研究結果より、ミジンコの防御形態形成に関与すると思われる複数の候補遺伝子やホルモンが得られた。平成23年度は、これらが実際にどのような分子メカニズムによって防御形態形成に寄与しているかを明らかにするべく、以下のテーマに沿って実験をおこなった。1.防御形態形成関連遺伝子の機能解析前年度までの結果より、防御形態形成への幼若ホルモン経路の関与が強く示唆されていたため、昆虫類で幼若ホルモンの受容体と考えられているMetと、幼若ホルモン存在化でのみMetと二量体を形成するSRCの遺伝子をミジンコDaphnia pulexより単離し、ルシフェラーゼアッセイを用いて機能を解析した。その結果、これらの分子は昆虫同様ミジンコでも幼若ホルモンの受容体として機能することが示唆された。2.防御形態形成に関与するホルモンの同定および動態解析上記1の受容体を用いたルシフェラーゼアッセイ系によって、様々な幼若ホルモン様物質がミジンコの受容体に作用しうるかを調べた結果、十脚類で幼若ホルモンとして使われているMethyl farnesoateがミジンコの受容体に強い作用を示した。この結果より、ミジンコ類における幼若ホルモンはMethyl farnesoateであることが推測され、現在LC-MSによる体内Methyl farnesoate濃度の定量をおこなっている。3.種間および系統間における防御形態メカニズムの比較上記の幼若ホルモン受容体遺伝子を近縁種であるが防御形態を形成しないD.magnaより単離し、配列および幼若ホルモン受容能を比較した結果、D.pulexの受容体との差はほとんど無かった。このことから、D.pulexの誘導防御は幼若ホルモン受容体やリガンドの変化のような経路の構成因子の変化によるものではなく、幼若ホルモン経路が「いつどのように活性化されるか」が変化したことで獲得されたと予想される。

環境に応じた表現型の変化を引き起こすメカニズムはまだよくわかっていない。これまでの研究結果より、ミジンコの防御形態形成に関与すると思われる複数の候補遺伝子やホルモンが得られた。平成23年度は、これらが実際にどのような分子メカニズムによって防御形態形成に寄与しているかを明らかにするべく、以下のテーマに沿って実験をおこなった。1.防御形態形成関連遺伝子の機能解析前年度までの結果より、防御形態形成への幼若ホルモン経路の関与が強く示唆されていたため、昆虫類で幼若ホルモンの受容体と考えられているMetと、幼若ホルモン存在化でのみMetと二量体を形成するSRCの遺伝子をミジンコDaphnia pulexより単離し、ルシフェラーゼアッセイを用いて機能を解析した。その結果、これらの分子は昆虫同様ミジンコでも幼若ホルモンの受容体として機能することが示唆された。2.防御形態形成に関与するホルモンの同定および動態解析上記1の受容体を用いたルシフェラーゼアッセイ系によって、様々な幼若ホルモン様物質がミジンコの受容体に作用しうるかを調べた結果、十脚類で幼若ホルモンとして使われているMethyl farnesoateがミジンコの受容体に強い作用を示した。この結果より、ミジンコ類における幼若ホルモンはMethyl farnesoateであることが推測され、現在LC-MSによる体内Methyl farnesoate濃度の定量をおこなっている。3.種間および系統間における防御形態メカニズムの比較上記の幼若ホルモン受容体遺伝子を近縁種であるが防御形態を形成しないD.magnaより単離し、配列および幼若ホルモン受容能を比較した結果、D.pulexの受容体との差はほとんど無かった。このことから、D.pulexの誘導防御は幼若ホルモン受容体やリガンドの変化のような経路の構成因子の変化によるものではなく、幼若ホルモン経路が「いつどのように活性化されるか」が変化したことで獲得されたと予想される。