真珠形成における遺伝子発現調節機構を1細胞レベルで解明する
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22K05825
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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 40040:Aquatic life science-related
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| Research Institution | Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University |
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Principal Investigator |
竹内 猛 沖縄科学技術大学院大学, マリンゲノミックスユニット, スタッフサイエンティスト (60599231)
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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 |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | シングルセルRNA-seq / シングルセルATAC-seq / トランスクリプトーム / バイオミネラリゼーション / アコヤガイ / 真珠 |
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| Outline of Research at the Start |
アコヤガイによって作られる養殖真珠は日本でもっとも重要な水産資源の一つである。真珠の形成およびその品質には、アコヤガイの外套膜細胞から分泌される真珠層基質成分、特に基質タンパク質が関わっていると考えられている。本研究では、真珠・貝殻形成における遺伝子発現調節機構を分子レベルで検証・解明するとともに、高品質真珠の生産への応用に向けた遺伝子工学技術の基礎を確立する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
アコヤガイによって作られる養殖真珠は日本でもっとも重要な水産資源の一つである。本研究では、真珠形成に関わる遺伝子発現調節機構を１細胞レベルで解明することを目指す。
本年度は、アコヤガイ外套膜の1細胞ATAC-seq解析にむけて、外套膜の細胞分離手法を確立した。カルシウム・マグネシウムフリーの海水等張液中での攪拌処理や、様々な種類のプロテアーゼ処理の条件検討を行い、外套膜細胞を生きた状態で１細胞に分離するプロトコルを作成した。さらに、シングルセルRNA-seqライブラリ作成およびシーケンスにより、１細胞ごとの遺伝子発現プロファイルを取得することに成功した。遺伝子発現プロファイルに基づいてクラスタリングを行い、貝殻形成に関わると考えられる細胞の同定できることを確認した。また、外科的に分離した外套膜組織には貝殻形成関連遺伝子を全く発現しておらず、貝殻形成には関与していない細胞群が含まれることを確認した。
また、遺伝子や遺伝子発現調節領域の同定に必要不可欠である、アコヤガイの高精度リファレンスゲノムを構築した。
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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
外套膜細胞のシングルセルDNAシーケンスは前例のない実験であったため、本研究の最も大きな技術的課題であると想定していたが、本年度の研究によって実験プロトコルを確立することができた。本年度に得られた１細胞レベルのトランスクリプトームデータは、外套膜組織による貝殻・真珠形成メカニズムを理解する上で極めて有用である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度で確立した細胞分離およびシングルセルDNAシーケンス手法を用い、scATAC-Seqを実施する。本年度のシングルセルトランスクリプトームデータと合わせて解析を行い、真珠・貝殻形成細胞で特異的に働く転写因子や、転写調節領域の特定を目指す。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
