匂いを嗅ぎ分け、細胞死を止めるタンパク質(A Protein That Enables Smell-and Stops Cell Death)

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2024-06-07 ニューヨーク大学 (NYU)

ニューヨーク大学とフロリダ大学の研究者たちは、ハルペグナトス・サルタトルアリのorco遺伝子を変異させ、Orcoタンパク質が嗅覚細胞の機能と生存に不可欠であることを発見しました。この遺伝子の変異は嗅覚ニューロンの数を劇的に減少させ、アリの嗅覚器官に異常を引き起こしました。研究結果は「Science Advances」に掲載され、これにより動物の社会行動の細胞および分子基盤についての洞察が得られました。嗅覚受容体遺伝子が発達中の細胞で発現しないと、ニューロンが死滅することが判明しました。これらの発見は、社会性昆虫の感覚システムの理解を深め、嗅覚ニューロンの発達が社会的コミュニケーションに重要であることを示しています。

<関連情報>

アリの匂い受容体ニューロンのオルコ依存的生存 Orco-dependent survival of odorant receptor neurons in ants

BOGDAN SIERIEBRIENNIKOV, KAYLI R. SIEBER, OLENA KOLUMBA, JAKUB MLEJNEK, […], AND HUA YAN
Science Advances  Published:7 Jun 2024
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.adk9000

匂いを嗅ぎ分け、細胞死を止めるタンパク質(A Protein That Enables Smell-and Stops Cell Death)

Abstract

Olfaction is essential for complex social behavior in insects. To discriminate complex social cues, ants evolved an expanded number of odorant receptor (Or) genes. Mutations in the obligate odorant co-receptor gene orco lead to the loss of ~80% of the antennal lobe glomeruli in the jumping ant Harpegnathos saltator. However, the cellular mechanism remains unclear. Here, we demonstrate massive apoptosis of odorant receptor neurons (ORNs) in the mid to late stages of pupal development, possibly due to ER stress in the absence of Orco. Further bulk and single-nucleus transcriptome analysis shows that, although most orco-expressing ORNs die in orco mutants, a small proportion of them survive: They express ionotropic receptor (Ir) genes that form IR complexes. In addition, we found that some Or genes are expressed in mechanosensory neurons and nonneuronal cells, possibly due to leaky regulation from nearby non-Or genes. Our findings provide a comprehensive overview of ORN development and Or expression in H. saltator.

生物化学工学
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