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

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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。