交尾刺激が制御する成虫エクジソン生合成機構の解明

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脱皮ホルモン・エクジステロイドは節足動物の発育や卵形成に必須のホルモンである。吸血性で大型のダニであるマダニの雌では、吸血と交尾の刺激によってエクジステロイド生合成が誘導される。本研究はマダニのエクジステロイド生合成における交尾の役割を明らかにすることが目的である。本年度は、トランスクリプトーム解析を用いたマダニのエクジステロイド生合成酵素の同定、質量分析計を用いたエクジステロイド種の特定及び脂質取り込みに関わる因子の探索を行った。エクジステロイドは原料のコレステロールから少なくとも7つの酵素の働きにより生合成される。マダニではどこでどのようにエクジステロイドが作られるか全くもって不明であったが、昨年度までに2つの生合成酵素を同定し、その発現解析から卵巣が生合成組織であることを突き止めている。そこで、卵巣を用いたトランスクリプトーム解析を行い、新たに4つの生合成酵素のホモログを見出した。また、質量分析計を用いてマダニのエクジステロイド種を解析し、研究対象のマダニOrnithodoros moubataは血中にエクジソンと20-ヒドロキシエクジソンを持つことを明らかにした。以上からマダニのエクジステロイド生合成過程の大部分について、生合成酵素、エクジステロイド種の両面から明らかにすることに成功した。また、トランスクリプトーム解析をもとに、コレステロールの取り込みに関わるリポフォリン受容体を同定した。交尾刺激で影響を受ける因子の特定には至らなかったが、本研究では原料の取り込みから実際のステロイドの挙動まで一連のエクジステロイド生合成過程についての知見を得ることができた。本研究はクモ鋼で初めてエクジステロイド生合成過程を明らかにしたものであり、今後エクジステロイド生合成機構を進化的に解明するために大きく貢献するものである。