Molecular basis underlying color pattern diversification through chromosomal inversions within a single gene
Project/Area Number |
20H03003
|
Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 39050:Insect science-related
|
Research Institution | Kyoto University (2021-2022) National Institute for Basic Biology (2020) |
Principal Investigator |
安藤 俊哉 京都大学, 白眉センター, 特定准教授 (10709744)
|
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新美 輝幸 基礎生物学研究所, 進化発生研究部門, 教授 (00293712)
藤本 章晃 岩手大学, 農学部, 特任助教 (10868102)
佐原 健 岩手大学, 農学部, 教授 (30241368)
|
Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
|
Budget Amount *help |
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2020: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
|
Keywords | ゲノム編集 / 遺伝子導入 / 染色体逆位 / 種内多型 / ナミテントウ / エピジェネティクス |
Outline of Research at the Start |
多様な形態を獲得してきた昆虫は、種内にも顕著な形態多型を有する。ゲノム科学の発展により、形態多型と関連する遺伝子座において染色体逆位を伴うことが明らかとなってきた。しかし、逆位内に複数の遺伝子が存在する為、どの遺伝子が表現型を多様化させたのかは不明のままである。申請者らは、ナミテントウの200以上の斑紋多型が、単一遺伝子pannier内部での染色体逆位と相関することを発見した。本研究では、染色体逆位の影響を受けるのが単一遺伝子だという利点に着目する。遺伝子導入技術・ゲノム編集技術・次世代シーケンス技術を駆使して「染色体逆位がいかにして表現型を多様化させるのか」という問題を分子レベルで解明する。
|
Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、単一遺伝子の染色体逆位がいかにして表現型の多様化をもたらすのかに着目し、その背景にある分子基盤の解明を目的とした。今年度は、前年度に続きナミテントウの斑紋の多様化に寄与するpannier遺伝子座で生じた染色体逆位領域の周辺のエピゲノム情報の収集とゲノム編集による機能解析系の確立を推進した。まずCRISPR-Cas9を用いて、解析に用いるノックアウト系統及びトランスジェニック系統の作出を進めた。系統樹立に想定以上に時間を要したものの、解析に用いる一部の系統の樹立に成功した。さらに、染色体逆位領域の周辺のエピゲノム情報の収集の為のサンプル調製(蛹の翅組織からの核抽出・次世代シークエンス解析ライブラリーの調製)の検討を進めた。検討の結果、解析に用いるナミテントウの組織中に含まれる大量の夾雑物が解析を妨げることが判明し、その除去法の条件検討を進めた。その結果、染色体逆位によって引き起こされたエピジェネティック修飾情報の変化の推定と機能解析を進めるサンプルの準備が整った。
|
Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
ナミテントウのノックアウト系統及びトランスジェニック系統の作出に想定以上に時間がかかった。さらに、蛹の翅におけるpannier遺伝子座のエピジェネティクス情報の取得のためのサンプル調製プロトコールを最適化する必要が生じた。以上の影響により、計画していた次世代シークエンス解析まで実験が進まなかった為。
|
Strategy for Future Research Activity |
次世代シークエンスに必要な残りの遺伝子組換えナミテントウ系統を作出するとともに、作出が完了した系統及び最適化したプロトコールを用いてナミテントウの翅のエピジェネティク修飾情報を取得する次世代シークエンス解析を完了する。得られた結果に基づき、pannier遺伝子座において生じた遺伝子変異がナミテントウの斑紋進化に与えた影響を明らかにする。
|
Report
(2 results)
Research Products
(8 results)