昆虫におけるエピジェネティック分子機構

Epigenetic Molecular Mechanisms in Insects.

• C Villagra
• D Frías-Lasserre

抄録

昆虫は、バイオマスと多様性の両面で地球上で最大の動物群である。その卓越した成功は、遺伝学と発生学の研究を刺激し、極端な表現型の可塑性とカナル化を説明するダイナミックなプロセスの発見を可能にしました。エピジェネティック分子機構（EMM）は、多細胞生物のハウスキーピング機能に欠かせないものであり、発生、発生軌道、環境適応を制御しています。昆虫では、EMMはポリフェニズムや共生社会的カーストのような極端な表現型の多様性の発生に関与している。ここでは、この研究分野の歴史を振り返り、昆虫に見られる主なEMMが昆虫の生物学的プロセスや多様性の理解にどのように役立つのかを明らかにする。昆虫に存在するEMMは、昆虫が異なるストレス要因や刺激に直面したときに、可塑的な発散によって変化したり、一定の状態を維持したりすることを可能にする迅速な応答能力を与えています。昆虫の生態や進化に重要な役割を果たしている。本研究では、確率的エピジェネシスモデルや発生システム理論で提唱されているように、昆虫に蔓延するEMMが遺伝子発現を制御するだけでなく、遺伝的、生理的、行動的、環境的なレベルでの動的な相互作用を必要としていることを論じている。

Insects are the largest animal group on Earth both in biomass and diversity. Their outstanding success has inspired genetics and developmental research, allowing the discovery of dynamic process explaining extreme phenotypic plasticity and canalization. Epigenetic molecular mechanisms (EMMs) are vital for several housekeeping functions in multicellular organisms, regulating developmental, ontogenetic trajectories and environmental adaptations. In Insecta, EMMs are involved in the development of extreme phenotypic divergences such as polyphenisms and eusocial castes. Here, we review the history of this research field and how the main EMMs found in insects help to understand their biological processes and diversity. EMMs in insects confer them rapid response capacity allowing insect either to change with plastic divergence or to keep constant when facing different stressors or stimuli. EMMs function both at intra as well as transgenerational scales, playing important roles in insect ecology and evolution. We discuss on how EMMs pervasive influences in Insecta require not only the control of gene expression but also the dynamic interplay of EMMs with further regulatory levels, including genetic, physiological, behavioral, and environmental among others, as was earlier proposed by the Probabilistic Epigenesis model and Developmental System Theory.