セイヨウミツバチ働き蜂の齢差分業に伴う下咽頭腺の構造・機能変化の分子機構の解明

阐明工蜂下咽腺结构和功能变化与年龄分化相关的分子机制

• 批准号: 10J08452
• 负责人: 上野 貴之
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J08452/
• 关键词: 分業; 下咽頭腺; エクダイソン; 幼若ホルモン(JH)

私は、ミツバチの分業に伴う下咽頭腺の構造・機能変化の分子機構を解明する目的で、これを引き起こす外的及び内的要因について解析している。昨年度、私はエクジソンや幼若ホルモン(JH)関連遺伝子が、分業に伴い下咽頭腺で発現上昇すること、またエクジソンやJHがmrjpやα-glucosidase、buffyやMMP1の下咽頭腺での発現に作用する可能性を指摘した。まず下咽頭腺の構造・機能変化と内分泌系との関連を調べる目的で、育児蜂と採餌蜂の下咽頭腺でエクジソン関連遺伝子(EcR、Mblk-1、E74)とJH関連遺伝子(Met、Kr-h1)の発現量を比較したところ、採餌蜂で発現量が高く、採餌蜂下咽頭腺ではエクジソンとJH情報伝達系の活性化が示唆された。次に、エクジソンとの関連を直接的に検証するため、育児蜂にエクジソンを投与したところ、mrjpやα-glucosidase、buffyやMMP1の発現量が低下した(α-glucosidaseのみ有意差ないが低い傾向)。従って、エクジソンが育児蜂選択的な遺伝子の発現抑制に、一方で採餌蜂選択的な遺伝子の発現増加には他の因子が関わる可能性が示唆された。そこで、育児蜂にJHを投与したところ、α-glucosidaseやMMP1の発現が上昇(傾向)したが、mrjpやbuffyについては発現に変化は認められなかった。以上より、育児蜂と採餌蜂の下咽頭腺の生理状態がそれぞれエクジソンに依存した様式と、依存しない様式で制御される可能性が示唆された。JH投与実験から、再現性を確認する必要はあるものの、採餌蜂の下咽頭腺機能はJHにより規定される可能性が考えられた。2つのホルモン(エクジソンとJH)の相乗的な作用によって、下咽頭腺機能が制御される可能性がある。今後は、それぞれの脳(行動)と下咽頭腺(生理状態)における制御機構の解明が重要な課題である。

The molecular mechanism of hypopharyngeal gland structure and function is analyzed. Last year, JH was associated with the possibility of mrjp, α-glucosidase, buffy and MMP1 in the hypopharyngeal gland. In order to regulate the structure and function of hypopharyngeal gland and the relationship between endocrine system and hypopharyngeal gland, the detection amount of EcR, Mblk-1, E74 and Met, Kr-h1 in hypopharyngeal gland of breeding bee and forager bee was compared, the detection amount of forager bee was higher, and the activation of JH information system in hypopharyngeal gland of forager bee was higher. The expression of α-glucosidase, buffy and MMP-1 was lower than that of Mrjp, α-glucosidase, buffy and MMP-1. The possibility of inhibiting the development of the selected offspring of the breeding bee and increasing the development of the selected offspring of the foraging bee is also indicated. The expression of α-glucosidase and MMP-1 increased (tendency), and the expression of mrjp and buffy increased (tendency). The above shows the possibility that the physiological state of the hypopharyngeal gland of the breeding bee and the feeding bee is dependent on each other. JH injection and reproducibility are necessary to confirm the hypopharyngeal gland function of the foraging bee. 2. It is possible that the hypopharyngeal gland function may be controlled by the interaction between the two. In the future, the hypopharyngeal gland (physiological state) will be an important issue for the understanding of the control mechanism.

项目成果

Role-dependent change in the structure and function of the hypopharyngeal glands in worker honeybees (Apis mellifera L.)

工蜂 (Apis mellifera L.) 下咽腺结构和功能的角色依赖性变化

• 发表时间: 2010
• 作者: 高橋弘武;吉川大弘;古橋武;Takayuki Ueno
• 通讯作者: Takayuki Ueno

Method for gene expression analysis in the honeybee using quantitative RT-PCR (qRT-PCR)

使用定量 RT-PCR (qRT-PCR) 分析蜜蜂基因表达的方法

• 发表时间: 2010
• 作者: 高橋弘武;吉川大弘;古橋武;重田啓介;太田麻希子;Takayuki Ueno
• 通讯作者: Takayuki Ueno