ストレスにさらされた昆虫個体の死に必要な遺伝子を発見

概要

ストレスにさらされた昆虫の個体死を誘導するために必要な遺伝子およびシグナル経路を発見しました。許容範囲を超えるストレスにさらされるとこのシグナル経路が活性化し、神経細胞の死が促進されて最終的に昆虫を死に至らしめることが分かりました。
　生物は、温度や紫外線、個体間相互作用などさまざまなストレスを受けながら生き延びています。許容範囲内のストレスであれば耐性を発揮することで生存できます。その一方で、許容レベルを超える過剰なストレス（致死ストレス）を受けた場合、個体は死に至りますが、そのようなストレス依存的な個体死の制御メカニズムは未解明のままでした。
　本研究グループは、モデル生物であるキイロショウジョウバエの幼虫を実験材料に用いて解析を行い、致死ストレス応答性遺伝子としてPhaedra1（Phae1）を同定しました。Phae1は、神経細胞において細胞死に必要なタンパク質を活性化させ、その結果として個体死を誘導することを見いだしました。また、Phae1の遺伝子発現は、転写因子Zesteにより制御されていることが分かりました。さらに、Phae1の遺伝子発現に影響を与える化合物を探索したところ、シグナル伝達因子mTORの阻害剤であるラパマイシンが、Phae1の遺伝子発現を抑制することを明らかにしました。すなわち、神経特異的なmTor遺伝子の機能低下はZesteとPhae1のタンパク質発現を抑制し、致死ストレス後の生存率を増加させました。以上の結果から、mTOR-Zeste-Phae1経路が、キイロショウジョウバエのストレス依存的な個体死を制御しているものと結論付けました。

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プレスリリース

研究代表者

筑波大学生存ダイナミクス研究センター
松村 崇志　助教
丹羽 隆介　教授

佐賀大学
早川 洋一　名誉教授

掲載論文

【題名】

Stress-induced organismal death is genetically regulated by the mTOR-Zeste-Phae1 axis.
（ストレス誘導性個体死はmTOR-Zeste-Phae1軸によって遺伝的に制御されている）

【掲載誌】

Proceedings of the National Academy of Sciences

【DOI】

10.1073/pnas.24270141

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