東京大学 大学院新領域創成科学研究科 先端生命科学専攻

以下のような研究を展開しています。

　昆虫の脱皮・変態は、ホルモンで厳密に調節されています。それは、前胸腺という器官で合成されるステロイドホルモンであるエクジソンによって制御されているためです。エクジソンは、脊椎動物のエストロゲン受容体に似た核内受容体を介して様々な遺伝子の転写を制御しています。その結果、細胞増殖・予定細胞死・神経系の成熟・クチクラ形成などが誘導され、最終的に脱皮・変態が引き起こされます。しかし、その肝心のエクジソンの生合成酵素や生合成経路は、未同定の部分（Black Box）が存在します。これまで、私たちのグループでは、いくつかのエクジソンの生合成酵素を同定してきました。

　哺乳類のステロイドホルモンの合成・分泌は、視床下部－下垂体系を中心とするフィードバック機構によって制御されています。昆虫においても、エクジソンの生合成は、体内外の環境情報をもとに脳神経系で合成される複数のペプチドホルモンによってさらに調節されています。私たちは、前胸腺刺激ホルモン、前胸腺抑制ペプチド、ミオサプレッシン、PDFなどの脳神経系のペプチドホルモン群によって、エクジソン生合成が調節されていることを明らかにしてきました。

　昆虫は冬のような生育に不適な時期を乗り切るために「休眠」というシステムを獲得しました。冬に見られる休眠は、低温による受動的な生育停止ではなく、日長変化などの環境要因から冬の到来を予期して、あらかじめ成長を停止させるようなプログラムを発動させる能動的な適応戦略です。この休眠も脱皮・変態と同じくエクジソンによってコントロールされています。さらに、休眠も脳神経系のペプチドホルモン群による生合成の調節を受けています。また、卵での休眠にはエクジソンがリン酸化されて不活性化することで誘導されることが知られています。しかしながら、環境情報がどのように認識され、どのようにエクジソンの分泌抑制や不活性化につながるのか、についてはよくわかっていません。また、休眠から覚醒する際に必要なシグナルも同様に未解明です。昆虫が環境情報をどのように感知し、どのように内分泌シグナルに反映させて発生のタイミングを制御しているのかといった問題に取り組んでいます。