モノソミーカイコ出現メカニズム解明と常染色体遺伝子量補正の検証
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22K05669
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 39050:Insect science-related
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
佐原 健 岩手大学, 農学部, 教授 (30241368)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | カイコ / モノソミー / 第2染色体 / qPCR / BAC-FISH / 染色体 / 遺伝子量補正 |
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| Outline of Research at the Start |
幼虫表現形質により選抜された真正モノソミー候補を使用し、改めて第2染色体を網羅するプライマーセットにより定量PCRにより最終的な真贋を決定する。Sy雌の次世代にモノソミー個体が出現する原因解明には、Sy雌の染色体に対するBACをプローブとしたfluorescence in situ hybridization（FISH）解析を行う。モノソミーの遺伝子量補正の有無に関しては、定量PCRとRNAseqによる発現遺伝子量解析を実施する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
モノソミー個体の獲得に必要なSy雌とre9もしくはYs11雄を交配した越年卵からは2022年春、即時浸酸卵からは2022年夏にそれぞれF1卵を孵化させた。「遅れ小蚕」は、成長のみならず孵化も遅れることを見出しており、初発から3日目以降の個体を飼育した。飼育において成長不良の小型個体を選抜飼育した。第8（Met1）と第15染色体（RpL5）を参照し、第2染色体上の23プライマーによるreal time qPCR系を確立した。5プライマーによる1次スクリーニングで、Syの第2染色体小断片を含む「ニセモノ」の検出を行ったところ、春世代に3個体（Syr02, 05, 07）、夏世代に3個体（SyYs38, 39, 41）が認められた。確立された23プライマー検定によりモノソミーと判定されたのはSyr03のみだった。本雄個体に複数のp50雌を交配し、得られた次世代のうち3系統のモノソミーを得た。これらモノソミー（3096, 310, 314）雄はp53雌と交配し、越年卵として保存中であり、来春に飼育予定。系統維持中であったSyr09とSyr16のF3とF4世代にもモノソミー個体とともにそれぞれのモノソミー後代にさまざまな部分復帰（部分モノソミー）個体が検出された。このうち、1612モノソミー系統の後代より染色体標本を作製した。標本作成済みの個体のqPCR解析によりモノソミー個体と部分モノソミー個体が確認されている。これら部分モノソミー個体について復帰予測部位配列を含むBACプローブを選定し、FISH解析を進めている。
Syについて染色体標本を作製し、W、Z、第2のBACプローブによるFISHを実施し、2分したWの他方へ転座している染色体特定を行った。その結果、第24染色体が関連していることが判明した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究計画のうち、Sy雌の染色体異常の詳細を細胞遺伝学的に解析することで、これまでの遺伝学的解析で関連性が認められていなかった第24染色体のW転座の可能性を見出した。成長の遅れるモノソミー候補は、孵化にも遅れが生じており、孵化遅延個体の中に「遅れ小蚕」が含まれることを明らかにできた。遅れ小蚕のうち真のモノソミーと第2染色体のY遺伝子座を保有していない断片に含まれる配列を持つ偽モノソミーについてqPCR判定するための標準23プライマーを決定するとともに運用を開始した。このうち、上記第2断片の配列を含む5プライマーによる1次スクリーニング系を構築し、「遅れ小蚕」におけるモノソミーの真贋を判定する方法を開発した。さらには、モノソミー後代における一部第2染色体の復帰（部分モノソミー）について確証を得て、1612の次世代（F3）の染色体標本を作製するとともにこれら個体のモノソミー判定を行い、モノソミーと部分モノソミーをqPCR特定した。以上、今年度計画の研究内容を実施できたためおおむね順調との評価を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の目的は、申請者らの発見したモノソミーカイコに関して、その出現メカニズムを明らかにすることにある。出現メカニズム解明には、BAC-FISHにより細胞遺伝学的に解明するとともに、モノソミー個体の安定的な獲得を目指す必要がある。昨年度までに、モノソミーを産出する雌親であるSyのγ線による異常染色体の関与する染色体を特定したので、その変異構成を解明し、出現メカニズムを推定する。さらに、獲得したモノソミー個体を用いてカイコ第2染色体遺伝子の量的補正の有無を検証することも目的のひとつである。そのためには実験に用いる十分なモノソミー個体の確保が必須となる。これまでの研究で、1本しかない第2染色体の一部分が重複することによりモノソミー性が失われる（部分モノソミー）ことが判明した。どのようなメカニズムで染色体の部分復帰が生ずるのかまた、復帰部分ごとの機能解析に期待がもたれる。これは、系統維持によるモノソミー個体の選抜と確保の障害となる。そのため、系統維持によるモノソミー個体数確保とともに出現当代（F1）の数を確保することも視野に入れる。いずれにしても、昨年に引き続き、23プライマーqPCR検定による判別が重要手法として引き続き活用される。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
