侵略アリで生じた侵略成功をもたらす形質進化の分子遺伝学的基盤の解明

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アリやハチを含む膜翅目昆虫における単数倍数性の性決定は真社会性の進化を促す要素の一つであり、背景にはヘテロ型なら雌、ヘミ・ホモ型なら雄になる単一の性決定遺伝子座CSDが存在する。ミツバチでは性決定初期シグナルcomplementary sex determiner (csd)が下流の feminizer (fem)や doublesex (dsx)を制御し性分化に至る。しかし 単一のCSDで制御される機構には、近親交配で生じた次世代の半分が二倍体の不妊雄になる弱点がある。一部の膜翅目昆虫では、二つ以上のCSDを獲得し、少なくとも一つの遺伝子座がヘテロ型であれば雌に、全ての遺伝子座がホモ型になれば雄になることで、近親交配が生じた際の不妊雄の出現頻度を抑制していることが分かっている。これらの種では、雌への分化を方向付けるヘテロ型CSDと、雄への分化を方向付けるホモ型CSDが混在した個体も表現型は雌になる。しかし、複数のCSD由来の初期シグナルがどのように統合され性分化に至るのかは不明である。本研究ではCSD が二つの染色体上に存在するウメマツアリに注目し、性決定の背景にある分子機構を明らかにすべく、dsx やfemなどの性決定関連因子のスプライシングパターンと二つのCSDのアリルパターンおよび表現型の雌雄との関連を解析した。その結果、CSDにおいて少なくとも一方がヘテロ型であれば雌になり、dsx やfemは雌特異的な発現を示した。一方、二つの遺伝子座がホモ型の場合のみ雄になり、dsx やfemは雌特異的な発現を示した。これらの結果から、二つのCSDに由来する性決定初期シグナルはfemに統合され、下流のdsxが性特異的にスプライシングされることによって性決定が行われると予想される。今後は上記の予想を確かめるため、機能解析による性転換の有無を調べる予定である。