| Project/Area Number |
22K06323
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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 44050:Animal physiological chemistry, physiology and behavioral biology-related
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture |
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Principal Investigator |
櫻井 健志 東京農業大学, 農学部, 教授 (20506761)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤井 毅 摂南大学, 農学部, 講師 (30730626)
安藤 規泰 前橋工科大学, 工学部, 准教授 (70436591)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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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: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 性フェロモン / カイコガ / 匂い源定位 / フェロモン分解酵素 / 嗅覚 |
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| Outline of Research at the Start |
ガ類のオスは触角で受容した性フェロモンの情報を利用して同種のメスに定位する。オスが効率的にメスの元に定位するためには、触角で受容したフェロモンを迅速に不活性化し、フェロモンのONとOFFを高い時間分解能で検出することが重要である。しかし、受容後のフェロモンを分解し不活性化する分子機構はよくわかっていない。本研究ではガ類のモデル昆虫であるカイコガ(Bombyx mori)を用いて、オス触角で機能するフェロモン分解酵素の単離および機能同定を行い、効率的なフェロモン源定位に必要なフェロモンの不活性化機構の解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、カイコガをモデルとしてオス触角で機能するフェロモン分解酵素の機能的役割を明らかにし、効率的なフェロモン源定位行動を可能とするフェロモン受容細胞の応答キネティクスを制御する分子機構を解明することを目的としている。
本年度は、前年度実施したカイコガ触角のRNAseqデータの解析を引き続き実施し、雌雄の触角間で最も顕著な発現量の差異がみられる代謝関連遺伝子としてアルデヒドデヒドロゲナーゼ遺伝子を見出した。本遺伝子はオス触角の発現量がメスと比較して約220倍高かった。これは、フェロモン受容に関与する受容体遺伝子やフェロモン結合タンパク質遺伝子と同程度の差異であり、本遺伝子がオスの触角で特に重要な役割を果たすことが示唆された。そこで、本遺伝子をフェロモン分解酵素候補遺伝子と考え、CRISPR/Cas9を用いたノックアウトカイコガの作出に取り掛かり、現在ノックアウト体の作出中である。また作出されるノックアウト体を用いた触角の電気的応答の解析を推進するために触角電図（EAG）を簡便に計測可能な装置の開発を行った。
並行して、オス成虫触角ホモジネート中にボンビコールを加えたときの分解産物の分析を行った。前年度、薄層クロマトグラフィー（TLC）で分析を行ったものと同条件で処理をしたサンプルについてGC-MSによる分析を行った結果、TLCから推測された炭化水素の存在を示唆するピークを確認した。今後、詳細な分析を行い、これらのピークの化合物の同定を進める予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
前年度の段階で、フェロモン分解酵素の候補遺伝子の選定の再検討の必要が生じたため、申請当初の計画からやや遅れが生じていた。本年度は、候補遺伝子の選定が完了し、本研究の達成に必要なノックアウト体の作出に取り掛かることはできたものの、作出完了にいたらなかった。分解産物の同定に向けた分析や、ノックアウト体の作出完了後の研究を加速するための実験機器の開発など成果が得られているものの、ノックアウト体を用いたデータの取得にいたっていないため、当初の計画からやや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本課題の目的達成には、フェロモン分解酵素遺伝子のノックアウトカイコガを用いたin vivoでの機能解析、フェロモン分解産物の同定と分解経路の特定が必要である。現在進めているノックアウトカイコガの作出が完了次第、本年度開発した計測装置などを用いて触角の電気的応答や行動計測を直ちに実施することで、分解酵素の機能同定およびフェロモン源定位行動における機能的役割の解明を行う予定である。フェロモン分解産物の同定についてはこれまでに行ってきた触角ホモジネートを用いた実験系が有効であることが示されているため、引き続き分析を進めて研究期間内に分解産物および分解経路を特定する予定である。
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