母親コオロギが子に休眠を誘導する仕組みを解明~休眠前後に起こる分子イベントの時系列変化を明らかに~

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2026-07-01 大阪公立大学

大阪公立大学を中心とする研究グループは、母親が環境情報を子へ伝えて卵の休眠を決定する「母性休眠誘導」の分子機構を、マダラスズを用いて初めて時系列で解明した。まずゲノムを解読した上で、産卵後12~72時間の休眠卵と非休眠卵についてトランスクリプトーム解析とATAC-seq解析を実施した。その結果、休眠卵では発育停止が起こる前の産卵24時間後に、クロマチンリモデリング関連遺伝子の発現が上昇し、神経発達や細胞周期関連遺伝子のクロマチンアクセシビリティが低下していることを確認した。さらに、非休眠卵では成長関連遺伝子が活発に発現する一方、休眠卵ではアミノ酸や糖代謝関連遺伝子が優位に発現し、長期生存に向けた代謝調節が開始されることが判明した。これらの結果は、母親から伝達された環境情報がクロマチン状態を変化させ、発育停止に先立つ遺伝子発現制御を通じて休眠を誘導することを示す。昆虫の環境適応や表現型可塑性の理解に加え、害虫管理や有用昆虫の保存技術への応用が期待される。

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<関連情報>

コオロギモデルにおける母体胚休眠を支える転写およびエピゲノムプログラミングの時間的制御 Temporal orchestration of transcriptional and epigenomic programming underlying maternal embryonic diapause in a cricket model

Kosuke Kataoka,Yuta Shimizu,Ryuto Sanno,Yuichi Koshiishi,Ken Naito,Kei Yura,Toru Asahi & Shin G. Goto
Communications Biology  Published:30 June 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s42003-026-10402-w

Abstract

Maternal perception of environmental conditions can direct offspring developmental trajectories, providing adaptive flexibility across taxa. In the band-legged ground cricket Dianemobius nigrofasciatus, maternal exposure to short days induces embryonic diapause at the cellular blastoderm stage in offspring. Here, we investigate molecular mechanisms underlying this transgenerational adaptation through genome assembly (1.45 Gbp) and a time-series transcriptomic analysis of diapause and non-diapause eggs from 12 to 72 hours post-oviposition. Despite morphological similarity, diapause-destined eggs show early upregulation of ATP-dependent chromatin remodeling genes at 24 hours. ATAC-seq reveals reduced chromatin accessibility at neural and cell cycle-related genes. Time-series clustering identifies precocious shifts in RNA processing machinery (peaking at 24 versus 40 hours in non-diapause eggs), followed by metabolic regulation toward amino acid catabolism and gluconeogenesis sustaining long-term survival during developmental arrest. Our findings reveal diapause as actively coordinated molecular programming involving epigenetic, transcriptional, and metabolic remodeling, providing insights into transgenerational environmental adaptation.

細胞遺伝子工学
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