2014年12月16日ニュース「腹ぺこ幼虫が満腹でサナギになる仕組み」 | SciencePortal
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筑波大学 プレスリリース
http://www.tsukuba.ac.jp/attention-research/p201412151900.html
http://www.tsukuba.ac.jp/wp-content/uploads/bc36fc7bf066db55cd4cc1f3d6be7ee92.pdf pdf

科学技術振興機構 プレスリリース
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20141215/


幼虫がもりもり食べ続けて成長してやがて美しいチョウになる物語を簡潔に描いた幼児向けのベストセラー絵本「はらぺこあおむし」を裏付ける
ような研究がなされた。成長に必要なステロイドホルモンの生合成を促す新しい仕組みを、筑波大学生命環境系の丹羽隆介(にわ りゅうすけ)准
教授と島田裕子(しまだ ゆうこ)・日本学術振興会特別研究員がキイロショウジョウバエで見つけた。子どもから大人への成長に欠かせないステ
ロイドホルモン生合成のタイミング調節に迫る発見といえる。12月15日付の英オンライン科学誌ネイチャーコミュニケーションズに発表した。

ステロイドホルモンは、種を問わず、個体の発育や性的な成熟、恒常性維持に重要な役割を担い、特に子どもから大人への成長に際して適切
なタイミングで生合成されることが重要である。しかし、その生合成のタイミングを調節する仕組みは謎がまだ多い。研究グループは、昆虫の主
要なステロイドホルモンで、脱皮や変態の誘導に欠かせないエクジステロイド(脱皮ホルモン)の生合成の研究にこの10年間取り組んできた。

今回は、キイロショウジョウバエで、幼虫がサナギになるタイミングを調節する仕組みを探った。その幼虫は、摂取する栄養量に応じてサナギに
なるタイミングが変化し、ずっとはらぺこだとサナギになるのが大幅に遅れることが知られている。エクジステロイド生合成器官の前胸腺に分布
する神経を詳細に調べたところ、摂食や睡眠などに関わる神経伝達物質のセロトニンを産生する神経が脳から軸索を伸ばして連絡していること
を見いだした。

このセロトニン産生神経は非常に長く、複雑な形をしていて、検出が難しいため、これまで知られていなかった。研究グループは、その全形態を
解明し、SE0PGと名付けた。SE0PGの細胞は、昆虫の脳神経系で摂食をつかさどる領域(摂食中枢)に近い位置にあることも突き止めた。興味深
いことに、このSE0PGの神経突起(軸索)の形は幼虫の栄養状態によって変化した。富栄養条件の餌で幼虫を飼育すると、突起が前胸腺にきち
んと伸びて連絡した。

これに対して、貧栄養条件の餌で飼育した場合は、神経の軸索が前胸腺生合成器官にほとんど届かなくなり、エクジステロイド生合成がずれ込
み、幼虫がサナギになるタイミングが遅れた。実際にSE0PGの機能を抑制すると、エクジステロイド生合成遺伝子群の発現が減少し、体内のエ
クジステロイド生合成量が低下することを実証した。さらに、前胸腺でセロトニン受容体の機能を抑制した場合にも、エクジステロイド生合成阻害
が起きた。