生物?环境
栄養に応答して発育を制御する神経とホルモンの新しいメカニズムの発見 ～はらぺこの幼虫が満腹になると蛹になる仕組み～
筑波大学生命环境系の丹羽隆介准教授と日本学术振兴会特别研究员(搁笔顿)の岛田（丹羽）裕子研究员は、キイロショウジョウバエを主材料として、ステロイドホルモンの生合成を促す新しいメカニズムを発见しました。
ステロイドホルモンは、生物种を问わず、个体の発育や恒常性の维持、さらには性的な成熟に重要な役割を担います。ステロイドホルモンは、特に子供から大人への成长に际して适切なタイミングで生合成されることが重要ですが、その生合成のタイミングを调节する仕组みには未だ不明な点が多く残されています。
本研究では、昆虫のステロイドホルモン生合成器官にセロトニン产生神経厂贰0PGが作用することを明らかにしました。厂贰0PG は、幼虫が摂取する栄养量に応じて神経突起の形を変化させ、ステロイドホルモンが合成されるタイミングを调节する机能を担っています。このことにより、幼虫が蛹になるタイミングが调节されます。今回の成果は、昆虫が外环境に応じて発育プログラムを柔软に変化させる仕组みの一端を明らかにすると共に、ヒトを含む高等动物におけるセロトニンの役割とステロイドホルモン生合成调节机构について新たな知见へとつながることが期待されます。
図 昆虫の発生の进行とエクジステロイド（脱皮ホルモン）の関係
ステロイドホルモンは、生物种を问わず、个体の発育や恒常性の维持、さらには性的な成熟に重要な役割を担います。ステロイドホルモンは、特に子供から大人への成长に际して适切なタイミングで生合成されることが重要ですが、その生合成のタイミングを调节する仕组みには未だ不明な点が多く残されています。
本研究では、昆虫のステロイドホルモン生合成器官にセロトニン产生神経厂贰0PGが作用することを明らかにしました。厂贰0PG は、幼虫が摂取する栄养量に応じて神経突起の形を変化させ、ステロイドホルモンが合成されるタイミングを调节する机能を担っています。このことにより、幼虫が蛹になるタイミングが调节されます。今回の成果は、昆虫が外环境に応じて発育プログラムを柔软に変化させる仕组みの一端を明らかにすると共に、ヒトを含む高等动物におけるセロトニンの役割とステロイドホルモン生合成调节机构について新たな知见へとつながることが期待されます。
図 昆虫の発生の进行とエクジステロイド（脱皮ホルモン）の関係
十分な栄养がある富栄养环境でキイロショウジョウバエを饲育した场合、适切なタイミングでステロイドホルモンが生合成されて、胚発生、脱皮、蛹化、羽化という変态が诱导されます。一方、贫栄养环境で饲育された场合には、十分量のステロイドホルモンが合成されません。幼虫は摂食し続けるため、蛹化のタイミングが遅れます。