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一つの遺伝子が全てを支配する:アリにおける真社会性の制御

American Association for the Advancement of Science

インスリンシグナル伝達に関連する単一の遺伝子が、進化の過程で女王アリによる生殖機能の独占を出現させた可能性が、研究者らにより示唆されている。その所見から、地球上で最も複雑な動物社会の一つが発達する上で、単一の遺伝子の発現がそれを決定したわけではないが、強い影響を及ぼした可能性が考えられる。全てのアリは真社会性(訳注:真社会性eusocialityとは、生殖役割が一部のメンバーに特化されることを含めた高度な社会性を意味する)を有すると考えられており、一つのコロニー内のほとんどのアリの個体は、自らの生殖能力を放棄して、産卵する女王アリに仕えている。今回の新たな研究によれば、このような行動はインスリンシグナル伝達と、インスリン様ペプチド2遺伝子(ilp2)の発現によって制御されている。真社会性を有するアリに共通にみられる生殖役割の厳格な分化は、これらのアリの共通の祖先のいまだ分化が不完全な社会にみられる生活サイクル、すなわち生殖と卵の世話の役割を交互に担っていたことを反映していると考えられる。最終的に、このような周期的な生殖行動は、今日の真社会的コロニーにみられる産卵する女王アリと卵の世話をする働きアリという固定した役割を反映するように適応してきたものである。しかし、真社会性の起源とその遺伝的な基盤は不明であり、どうして女王アリが産卵するのに働きアリに限って産卵しないのかという疑問は未解決のままであった。今回Vikram Chandraらはトランスクリプトーム解析の手法を用いて、様々な生殖戦略を示す数種のアリを対象として、生殖を行うアリと行わないアリの脳内で発現の仕方が異なる複数の遺伝子を検討した。著者らによれば、生殖を行うアリではインスリン様ペプチド2遺伝子(ilp2)が恒常的に高度に発現されていた。そこで著者らは、それほど明確な労働分業を示さないアリ(クローナルレイダーアント)において、遺伝子ilp2が生殖サイクルに果たす役割を検討した。するとこれらのアリでは、ilp2の発現が低下している幼虫の存在がみられることが分かった。ところが、ilp2がコードするペプチドの濃度を高めることで、このような幼虫のシグナル伝達のあり方を変えることができ、働きアリと女王アリの分化がより厳格に確立された。これらを合わせると、Chandraらの所見は、インスリンシグナル伝達はいかなる真社会性の調節においても関与することを示しており、そうした行動の起源について、分化が不完全な祖先の社会において幼虫に対する栄養の与えられ方の違いがシグナル伝達によって強められたとして説明するモデルを提供している。

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