シロアリにおける兵蟻特異的な器官の発生機構の解明

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本研究は社会性昆虫におけるカースト特異的な形態形成の発生機構を明らかにすることを目指し, タカサゴシロアリの兵隊分化過程における(1)動物の形作りに関わるツールキット遺伝子や(2)ホルモンのシグナル伝達因子の機能解析を行う. 材料のタカサゴシロアリの兵隊は, 頭部にツノ(nasus)と外分泌腺(額腺)を発達させると同時に, 退縮した大顎を保有する.ミツバチ, アリ, シロアリのカースト分化では, 幼若ホルモン, エクダイソン, インスリンが重要な役割を担うが, ホルモンのシグナル伝達が特異的な形態形成に与える影響はよくわかっていなかった. 前年度までに, タカサゴシロアリの兵隊分化においてこれらのホルモン受容体遺伝子の発現量解析を行い, ホルモンの部位特異的なシグナル伝達が器官発達や退縮に関与することが示唆されていた. 本年度はそれらホルモンの受容体遺伝子のRNA干渉法による機能解析を行った. その結果, エクダイソンの受容体遺伝子のRNAiにより, nasus形成および大顎の退縮が抑制された. したがって, タカサゴシロアリの兵隊分化では, エクダイソンは器官の成長と退縮の両方を制御していることが示唆された. シロアリの兵隊分化は幼若ホルモン量の上昇が兵隊への発生運命の決定にはたらく. これまでエクダイソンが兵隊分化に関わることは, エクダイソン量測定により示唆されていた. 本研究は, エクダイソンのシグナル伝達因子の機能解析によりエクダイソンが兵隊分化に関わることを示した.