ゲノム編集法を用いたミツバチの社会性行動制御におけるｍＫａｓｔの機能解明

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ミツバチはモデル社会性動物としてその分子神経基盤が研究されてきた。中でも、昆虫脳の高次中枢であるキノコ体と社会性行動との関連が着目されている。キノコ体を構成するケニヨン細胞には、遺伝子発現プロファイルが異なるサブタイプが存在しており、その一部は採餌飛行時に活性化される。また、サブタイプの数は、ハチ目昆虫の行動の複雑化に伴い増加した可能性が指摘されている。これまでにサブタイプ選択的に発現する遺伝子群が見つかっているが、近年までミツバチでは有効な遺伝子操作法が存在せず、その社会性行動制御における機能は不明である。そこで本研究では、申請者が確立したミツバチにおけるゲノム編集法を用い、キノコ体において中間型ケニヨン細胞選択的に発現するmKastの機能を調べることを目的とした。これまでに、受精卵にゲノム編集を施し、孵化した幼虫を女王蜂へと分化させることでモザイク女王蜂(F0)を作出し、更にこれら女王蜂から変異雄蜂(F1)を作出した。さらに、変異雄蜂から採取した精子を用いて野生型女王蜂に人工授精を施し、ヘテロ変異体働き蜂(F2)の作出に成功した。また、変異雄蜂を用いた解析から、頭部におけるmKastタンパク質の発現は完全に欠失していること、それにも関わらず変異雄蜂には野生型と同数のケニヨン細胞サブタイプが存在していたことから、mKastは当初予想されていた中間型ケニヨン細胞の分化には機能していないことを示唆した。本研究成果の一部は、ミツバチにおける遺伝学の実証と、遺伝子機能解析を試みた初めての報告として、論文発表した。一方、これまでは受精卵への変異導入効率が低く、その後の継代が困難であった。そこでインジェクション法を改良したところ、F0世代で高効率にゲノム編集された個体を作出できたため、今後はこの手法を用いることで、ミツバチにおける遺伝子機能解析が簡便化されることが期待される。