環形動物門多毛綱シリス科の種では、出芽のように個体の一部から生殖腺を持つ個体(ストロン)が繁殖のために出現し、親個体から分離したのち遊泳し、放 卵・放精を行う(ストロナイゼーション)。本研究課題では、シリスの示す無性生殖様式であるストロナイゼーションの発生機構を明らかにすることを目的としている。特に後胚発生 において体軸の途中に頭部ができる仕組みについて焦点を当てる。2019年度は、ミドリシリスにおいて確立した飼育誘導系を用いて、効率的にストロナイゼーションを誘導し、その過程で起こる組織学的な変化について詳細に観察した結果、ストロンの 頭部になる部分の内部の神経節が肥大成長し、「脳」に相当する神経節を形成することで、自律的な遊泳活動や異性の認識などが行えるようになることが明らかとなった。また、トランスクリプトームデータに基づいた遺伝子データベースが構築され、発生や再生、繁殖に重要な役割を果たす遺伝子群の配列を網羅的に把握することができた。2020年度は、ストロナイゼーションの過程において、主要な発生制御因子の発現解析を、リアルタイム定量PCRを用いて行った。その結果、本体(親個体)の前部側において、幼若ホルモンの合成系遺伝子が発現上昇し、繁殖系列の遺伝子群の発現がそれに続き起こり、その下流で、ストロンのボディプラン形成が誘導されることが示唆された。また、佐渡において前年度に採集した分岐するタイプのシリスは、形態学的および分子生物学的解析の結果、新種であることが明らかとなり、現在論文を作成中である。また、このタイプのシリスは隠岐においても確認され、日本海側に広く分布する可能性が考えられている。この分岐するシリスにおいてもトランスクリプトーム解析を推し進めている。
1 0 0 0 OA 昆虫の模様形成研究の現在とこれから
- 著者
- 福冨 雄一 越川 滋行
- 出版者
- 社団法人 日本蚕糸学会
- 雑誌
- 蚕糸・昆虫バイオテック (ISSN:18810551)
- 巻号頁・発行日
- vol.87, no.2, pp.2_095-2_102, 2018 (Released:2019-10-01)
- 参考文献数
- 53
- 著者
- 福冨 雄一 越川 滋行
- 出版者
- 日本蚕糸学会
- 雑誌
- 蚕糸・昆虫バイオテック (ISSN:18810551)
- 巻号頁・発行日
- vol.87, no.2, pp.95-102, 2018-08
昆虫の体表の模様には様々なパターンが存在している。それらのパターンには警告色や擬態,天敵に対する威嚇といった重要な機能を持つものがある。例えば,ハチの黄色と黒色の縞模様やナナホシテントウの翅の模様は,捕食者に対して危険である,または有毒であることを示して捕食を避ける警告色としての機能があると考えられている。また,スズメバチやアシナガバチで模様が似たパターンになっていたり,南米のドクチョウ属(Heliconius属)では毒のあるチョウ同士の翅の模様が類似したりしており,これらはミュラー型擬態としての機能があると考えられている。さらに,毒を持っていないトラカミキリがスズメバチに似た体表の模様を持っていたり,毒のないシロオビアゲハのある型では毒のあるベニモンアゲハと同じ翅の模様を持っていたりしており,これらはベイツ型擬態としての機能を持つと考えられている。チョウやカマキリをはじめ,様々な分類群の昆虫に見られる翅の眠状紋は,天敵を威嚇する機能があるという説もある。これらの多様なパターンはどのように進化してきたのだろうか。これまでに様々な昆虫を用いて模様形成メカニズムの研究がなされてきた。その背景には,模様という形質が平面上に展開されていて表現型の解析がしやすいという利点がある。そのため,昆虫の模様は形態進化の至近要因を研究する上で中心的な題材のひとつとなった。ショウジョウバエの腹部と翅の模様や,チョウの翅の模様などをはじめとして,様々な材料を用いた研究が行われてきた。その結果,模様形成をコントロールする遺伝子として,転写因子やシグナルリガンド(分泌因子)をコードする遺伝子が同定されてきた。また,それらの遺伝子のcis制御領域の解析が進められ,その領域における変異が模様の多様性を生み出すのではないかと考えられた。現在,模様が形成される場所や範囲,領域がどのように決定されるかについてのモデルが複数提唱されている。今後は模様が形成される場所や範囲,領域が決定される分子メカニズムを実験的に明らかにするべきであろう。本稿では,模様形成研究の現在までとこれからについて述べていきたい。昆虫の模様形成の仕組みを大きく二つのステップ,すなわち制御関係の上流にあたるパターン形成と,下流にあたる着色の形成に分けて考えるとすると,本稿では主に上流にあたるパターン形成に重点を置くことになる。