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ニホンミツバチ特異的な熱殺蜂球形成行動における高温情報処理の分子・神経基盤の解析

日本蜜蜂特有的热杀蜂球形成行为高温信息处理的分子和神经基础分析

基本信息

批准号：
12J10515
负责人：
宇賀神篤
金额：
$ 1.15万
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：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J10515/
关键词：
ミツバチ熱殺蜂球初期応答遺伝子 Egr 高温情報処理熱殺蜂球形成行動

项目摘要

1. 高温応答性ケニヨン細胞の応答温度の種間比較本年度は、「高温応答性ケニヨン細胞」がミツバチ科において保存されているか検証するため、ミツバチ科マルハナバチ属でゲノム情報が利用可能なセイヨウオオマルハナバチを用いて、kakuseiホモログを同定し、同様の高温曝露実験を行った。結果、ミツバチと異なり、kakuseiの発現量は38～40℃の間で上昇していた。このことから、キノコ体の高温選択的な応答性は、少なくともミツバチ科内では保存されていることがわかった。一方、セイヨウオオマルハナバチの高温応答性の閾値はミツバチ2種に比べて約6℃低かった。ミツバチとマルハナバチでは通常の生活温度(巣内温度)に約6℃の差がある。応答する閾値との相関を考えると、キノコ体の高温応答性細胞は、本来通常の生活温度から外れた高温時の温度制御に関わる可能性がある。2. 脊推動物と無脊椎動物に共通した初期応答遺伝子の同定kakuseiはミツバチ科昆虫にのみゲノム上に見出されるため、1.で明らかにしたキノコ体の高温応答性の進化的保存性を検証する際の指標としては不適当である。そこで、昆虫種を問わず広く利用可能な初期応答遺伝子の探索を試みた。ミツバチ脳にGABA(γ-アミノ酪酸)受容体の阻害剤Picrotoxinを投与することで神経活動を誘導したところ、脊椎動物で頻用される初期応答遺伝子の1つであるEgr-1のミツバチホモログ(AmEgrと命名)が発現上昇することを見出した。ゲノムデータベースを用いて他種におけるホモログを探索した結果、脊椎動物から線虫にまで広くホモログが見出され、汎用性の初期応答遺伝子として有望であると考えられた。これは脊椎動物と無脊椎動物で同じ遺伝子が神経興奮マーカーとして使用可能であることを示した初の知見であり(Ugajin et al. 2013)、関連学術領域に与えるインパクトは極めて大きいと考えられる。AmEgrの発現を指標にセイヨウミツバチのキノコ体における高温応答性を検証したところ、kakuseiを用いた際と同様に44～46℃の間で発現が上昇した。さらに、46℃曝露時のAmEgr発現細胞の分布パターンもkakusei発現細胞のものと類似しており、キノコ体の高温応答性を強く支持する結果であった。3. 哺乳類培養細胞を用いた高温応答性TRPチャネルの解析哺乳類培養細胞系を用いた解析では、ミツバチTRPチャネルは高温刺激に応答しなかった。近年、昆虫のTRPチャネルは哺乳類培養細胞では正常に機能しないとの報告もあり、ショウジョウバエS2細胞の利用を検討している。

1. Interspecies comparison of response temperature of high temperature responsive cells This year,"high temperature responsive cells" are stored in the same laboratory, and the same high temperature exposure is carried out in the same laboratory. As a result, the occurrence of kakusei increased from 38 ℃ to 40℃. This is the first time that a person has ever been involved in a crime. The threshold value of high temperature response is about 6℃ lower than that of high temperature response. The temperature difference between the normal living temperature (inside temperature) is about 6℃. The relationship between the temperature threshold and the temperature response of the body is related to the possibility of temperature control at normal living temperature. 2. The early stages of the evolution of the response of invertebrates and vertebrates are identified by the same kakusei as those of the early stages of the evolution of the response of invertebrates. The insect species may be used in the initial stage of exploration. The receptor inhibitor Picrotoxin of GABA(γ-butyric acid) was used to induce neuroactivity in vertebrates, and the early response gene (AmEgr) was used frequently in vertebrates. The results of the exploration, the discovery of vertebrate species and the early development of universal applications are expected to be discussed. Vertebrate and invertebrate are the same species, and their use is possible (Ugajin et al. 2013). AmEgr's occurrence index increased from 44 ℃ to 46℃ due to high temperature response. The distribution of AmEgr developing cells at 46℃ was similar to that of kakusei developing cells at 46 ℃, and the high temperature response of the body was strongly supported by the results. 3. Mammalian culture cell line analysis of high temperature responsive TRP cells In recent years, insect TRP colonies and mammalian cells have been reported to function normally, and their utilization has been discussed.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Neural activity in the brains of the Japanese worker honeybees involved in a hotdefensive bee ball reflects thermal stimuli processing

参与热防御蜂球的日本工蜂大脑中的神经活动反映了热刺激处理

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tomoko Wada，Rie Endo;Coskun Kose;Dilek Dogu;Kamile Tirak Hizal;Nural Yilgor;Junji Sugiyama;Kiyohiko Igarashi;S. Nami Kartal;Atsushi Ugajin
通讯作者：
Atsushi Ugajin

熱殺蜂球形成時のニホンミツバチ脳内の神経興奮は高温情報処理を反映する

日本蜜蜂在热灭蜂球形成过程中大脑的神经兴奋反映了高温信息处理