日本のカブトムシ (Trypoxylus dichotomus)は、代表的な完全変態昆虫です。その大きな特徴である、頭の四分岐した角は、幼虫にはなく、幼虫から蛹になる脱皮(蛹化)で出現し、蛹から成虫になる脱皮(羽化)でシャープな形へと改変(remodeling)されます。
私たちはこれまで、蛹化で角が出現する仕組みを研究してきました。その結果、上皮細胞のシートに作られた折り畳みが展開され、風船のように膨らむことで蛹の角が形成されることが分かりました。一方で、羽化の際にどのように角が変形するのかは、分かってませんでした。
この論文では、角の形成過程の観察と遺伝子の操作実験(RNAi)、物理シミュレーションを使って、「特定領域の接着」と「上皮細胞シートの収縮」によって、変形が生じていることを明らかにしました。