アリの嗅覚神経が1つの受容体だけを選ぶ仕組みを解明(How an ant’s nose knows)

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2025-09-19 ロックフェラー大学

Web要約 の発言:
ロックフェラー大学のクラナウアー研究室は、クローンアリ(clonal raider ant)を用いて「一つの嗅覚ニューロンが一種類の受容体のみを発現する仕組み」を解明した。研究ではRNAシーケンシングやFISHを駆使し、ニューロンが選んだ受容体遺伝子を転写する際、RNAポリメラーゼが下流に「読み越し」転写を起こし非機能性転写物を生成、それが周辺遺伝子を沈黙化させることを発見。また逆方向には「アンチセンスRNA」が作用し、上流遺伝子の発現を阻害する。この二重の転写干渉により、一つのニューロンに一つの受容体という原則が維持される。さらにインドジャンピングアリやミツバチでも同様の仕組みが確認され、社会性昆虫に広く存在する可能性が示唆された。本成果は 『Current Biology』 に掲載。

<関連情報>

転写干渉がアリにおける単一遺伝子性嗅覚受容体発現を制御する Transcriptional interference gates monogenic odorant receptor expression in ants

Giacomo L. Glotzer  ∙ P. Daniel H. Pastor ∙ Daniel J.C. Kronauer
Current Biology  Published:September 19, 2025
DOI:https://doi.org/10.1016/j.cub.2025.09.026

アリの嗅覚神経が1つの受容体だけを選ぶ仕組みを解明(How an ant’s nose knows)

Highlights

  • Ant odorant receptor promoters generate bidirectional non-coding transcripts
  • Non-canonical readthrough transcription suppresses downstream genes
  • Antisense long non-coding RNAs prevent upstream gene expression
  • These mechanisms generalize to other insects, including honeybees and other ants

Summary

Communication is crucial to social life, and in ants, it is mediated primarily through olfaction. Ants have more odorant receptor (OR) genes than any other group of insects, generated through tandem duplications that produce large genomic arrays of related genes. The mechanism by which olfactory sensory neurons (OSNs) produce a single functional OR from these arrays remains unclear. In ant OSNs, only mRNA from one OR in an array is exported into the cytoplasm, while upstream genes are silent and transcripts from downstream genes remain nuclear. Here, we show that readthrough transcription in the downstream direction generates non-translated transcripts. We also find that OR promoters are bidirectional, producing antisense long non-coding RNAs. We suspect that neither readthrough nor antisense transcription produces functional RNA but that bidirectional transcription alone is critical to suppressing the expression of all other OR genes in a tandem array. Finally, we present evidence that this regulatory architecture is conserved across ants and bees, suggesting that this mechanism for functionally monogenic OR expression is widespread in insects with expanded OR repertoires.

細胞遺伝子工学
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