昆虫の色素形成は、多くの生理過程に影響を及ぼす、生態学的に重要な形質である。キイロショウジョウバエ（Drosophila melanogaster）の腹部色素形成には性的二型があり、雄では後方の体節全体が着色する一方、雌では後方にメラニン縞が現れる。色素形成は、色素合成に関与する酵素をコードする色素形成遺伝子の発現に依存する。これらの遺伝子は、蛹期および若齢成虫期に厳密な制御を受ける。色素形成遺伝子の遺伝子制御ネットワークを拡張するため、蛹期の腹部表皮で発現するyellow-Gal4ドライバーを用いてRNAiスクリーニングを実施した。このスクリーニングで得られた候補の一つであるKdm5は、ヒストンメチルトランスフェラーゼTrithorax（Trx）が触媒するH3K4me3ヒストン標識を除去するヒストン脱メチル化酵素をコードする。Kdm5の発現低下は、trxの発現低下と同様に腹部色素形成を減少させることを示した。Kdm5は、色素形成遺伝子tanの制御を通じてメラニン産生を活性化する。トランスクリプトーム解析により、Kdm5とTrxは蛹期の腹部表皮において、piwiやaubergineなどのpiRNA経路構成因子を含む多数の標的を共有することが明らかになった。これらのpiRNA構成因子は、もともと生殖系列におけるトランスポゾンのサイレンシングと関連付けられていたが、神経系、脂肪体、腸などの一部の体細胞組織でも機能する。PiwiとAubergineが、明白なpiRNA産生を伴わずに雌の腹部色素形成の確立に関与することを実証した。また、Kdm5とPiwiは蛹期の腹部表皮だけでなく、蛹期の脂肪体でも作用することを示した。したがって、本研究は色素形成遺伝子の制御ネットワークを拡張するものである。さらに、Kdm5とPiwiの新たな体細胞機能を同定し、雌の腹部色素形成の制御における蛹期脂肪体の役割を明らかにした。
https://doi.org/10.64898/2026.08.27.747613