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遺伝子ノックアウト技術で拓く幼若ホルモン研究の新展開

Research Project

Project/Area Number 25252059
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Insect science
Research InstitutionNational Institute of Agrobiological Sciences

Principal Investigator

篠田 徹郎  独立行政法人農業生物資源研究所, その他部局等, その他 (10355620)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大門 高明  独立行政法人農業生物資源研究所, その他部局等, 研究員 (70451846)
粥川 琢巳  独立行政法人農業生物資源研究所, その他部局等, 研究員 (70580463)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Declined (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥37,700,000 (Direct Cost: ¥29,000,000、Indirect Cost: ¥8,700,000)
Fiscal Year 2015: ¥10,660,000 (Direct Cost: ¥8,200,000、Indirect Cost: ¥2,460,000)
Fiscal Year 2014: ¥11,960,000 (Direct Cost: ¥9,200,000、Indirect Cost: ¥2,760,000)
Fiscal Year 2013: ¥15,080,000 (Direct Cost: ¥11,600,000、Indirect Cost: ¥3,480,000)
Keywordsゲノム編集 / 幼若ホルモン / 変態 / カイコ / ノックアウト / TALEN / 脱皮
Outline of Annual Research Achievements

平成26年度は、以下の解析を行った。
1. "JHフリー"のカイコの解析: JHAMTとCYP15C1遺伝子のダブルミュータントカイコについて、表現型解析を完了させた。2. JH受容体ノックアウトカイコの解析: Met1, Met2シングルノックアウト、およびダブルノックアウトカイコの表現型解析を完了させた。3. カイコの遺伝的モザイク系統を利用してMet1のモザイク解析を行った。4. 以上の結果から、幼若ホルモンが機能しないカイコにおいても、基本的に蛹への変態は3齢になるまで起こらないことを実験的に証明することができた。5. "competence"獲得メカニズムの解析: 1, 2齢のカイコが蛹変態できない理由を明らかにするために、種々のノックアウトカイコにおける遺伝子発現解析を行った。その結果、蛹化の鍵遺伝子であるbroadが、JHが無い状態にも関わらず、若齢では発現の上昇が見られないことが判明した。さらに、broadのモザイク解析を行い、broadが真皮細胞の蛹化に必須であることを明らかにした。以上の結果から、カイコの若齢期においては、broadの誘導に必要な条件が満たされないために、蛹変態が起きないことが推定された。おそらく、カイコには蛹に変態するための能力を与える因子("competence factor")が存在し、その効果は3齢期以降でないと表れないものと考えられる。6. 幼虫・蛹化・成虫化のマスター遺伝子の解析:幼虫形質維持・蛹化・成虫化の鍵遺伝子としてそれぞれkr-h1, broad, E93が提案されている。ゲノム編集法を用いた解析により、カイコの真皮細胞においてもこれらの遺伝子は幼虫形質維持・蛹化・成虫化に必須であることを明らかにした。これらの遺伝子のモザイク個体は致死性が極めて高く、ノックアウト系統を得ることが困難であったが、適切な条件を見いだすことで、ノックアウト系統の樹立に成功した。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (35 results)

All 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (13 results) (of which Peer Reviewed: 11 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (19 results) (of which Invited: 1 results) Book (3 results)

  • [Journal Article] Functional characterization of two paralogous JH receptors, methoprene-tolerant 1 and 2, in the silkworm, Bombyx mori (Lepidoptera: Bombycidae)2015

    • Author(s)
      Kayukawa T, Shinoda T
    • Journal Title

      Applied Entomology and Zoology

      Volume: 50

    • NAID

      40020571183

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Expressional and functional analysis of CYP15A1, a juvenile hormone epoxidase, in the red flour beetle Tribolium castaneum2015

    • Author(s)
      Minakuchi C, Ishii F, Washidu Y, Ichikawa A, Tanaka T, Miura K, Shinoda T
    • Journal Title

      Journal of Insect Physiology

      Volume: 未定 Pages: 61-70

    • DOI

      10.1016/j.jinsphys.2015.04.008

    • NAID

      120006957715

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] The silkworm glutathione S-transferase gene noppera-bo is required for ecdysteroid biosynthesis and larval development2015

    • Author(s)
      Sora Enya, Takaaki Daimon, Fumihiko Igarashi, Hiroshi Kataoka, Miwa Uchibori, Hideki Sezutsu, Tetsuro Shinoda & Ryusuke Niwa.
    • Journal Title

      Insect Biochemistry and Molecular Biology

      Volume: 61 Pages: 1-7

    • DOI

      10.1016/j.ibmb.2015.04.001

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Identification of two juvenile hormone inducible transcription factors from the silkworm, Bombyx mori2015

    • Author(s)
      Hitoshi Matsumoto, Chihiro Ueno, Yuki Nakamura, Terunori Kinjoh, Yuka Ito, Sachiko Shimura, Hiroaki Noda, Shigeo Imanishi, Kazuei Mita, Fujiwara Haruhiko, Kiyoshi Hiruma, Tetsuro Shinoda, and Manabu Kamimura
    • Journal Title

      J. Insect Physiol

      Volume: なし Pages: 31-41

    • DOI

      10.1016/j.jinsphys.2015.02.011

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Juvenile hormone related genes as targets for developing biorational insecticides2015

    • Author(s)
      篠田徹郎、大門高明、古田賢次郎、粥川琢己
    • Journal Title

      Japanese Journal of Pesticide Science

      Volume: 40 Issue: 1 Pages: 58-67

    • DOI

      10.1584/jpestics.W14-37

    • NAID

      130005096500

    • ISSN
      2187-0365, 2187-8692
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Journal Article] Identification of a novel strong and ubiquitous promoter/enhancer in the silkworm Bombyx mori2014

    • Author(s)
      Tsubota T, Uchino K, Suzuki T.K, Tanaka H, Kayukawa T, Shinoda T, Sezutsu H
    • Journal Title

      G3

      Volume: 4 Issue: 7 Pages: 1347-1357

    • DOI

      10.1534/g3.114.011643

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A role for Taiman in insect metamorphosis2014

    • Author(s)
      Lozano J, Kayukawa T, Shinoda T, Belles X
    • Journal Title

      PLoS Genetics

      Volume: 10 Issue: 10 Pages: e1004769-e1004769

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1004769

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] ゲノムとトランスクリプトーム情報を利用した新規害虫防除技術開発の展望2014

    • Author(s)
      神村学, 篠田徹郎
    • Journal Title

      JATAFFジャーナル

      Volume: 2 Pages: 10-14

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Journal Article] Hormonal regulation and developmental role of Kruppel homolog 1, a repressor of metamorphosis, in the silkworm Bombyx mori2014

    • Author(s)
      Kayukawa T, Murata M, Kobayashi I, Muramatsu D, Okada C, Uchino K, Sezutsu H, Kiuchi M, Tamura T, Hiruma K, Ishikawa Y, Shinoda T
    • Journal Title

      Developmental Biology

      Volume: 388 Issue: 1 Pages: 48-56

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2014.01.022

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Importance of juvenile hormone signaling arises with competence of insect larvae to metamorphose2014

    • Author(s)
      Smykal V, Daimon T, Kayukawa T, Takaki K, Shinoda T, Jindra M
    • Journal Title

      Developmental Biology

      Volume: in press Issue: 2 Pages: 221-230

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2014.03.006

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Recent progress in genome engineering techniques in the silkworm, Bombyx mori.2014

    • Author(s)
      Takaaki Daimon, Takashi Kiuchi, and Yoko Takasu
    • Journal Title

      Develpment, Growth, and Differentiation

      Volume: 56 Issue: 1 Pages: 14-25

    • DOI

      10.1111/dgd.12096

    • NAID

      40019949214

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Determination by LC-MS of juvenile hormone titers in hemolymph of the silkworm, Bombyx mori2013

    • Author(s)
      Furuta K, Ichikawa A, Murata M, Kuwano E, Shinoda T, Shiotsuki T
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology and Biochemistry

      Volume: 77 Pages: 988-991

    • NAID

      10031177586

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Efficient TALEN construction for Bombyx gene targeting.2013

    • Author(s)
      Takasu Y, Sajwan S, Daimon T, Osanai-Futahashi M, et al(他4名)
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 8 Issue: 9 Pages: e73458-e73458

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0073458

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] PTTHノックアウトカイコにおけるエクジステロイド生合成能2015

    • Author(s)
      内堀美和, 大門高明, 粥川琢巳, 瀬筒秀樹, 篠田徹郎
    • Organizer
      第59回日本応用動物昆虫学会大会
    • Place of Presentation
      山形大学
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] コクヌストモドキの胚発生における幼若ホルモンシグナリング関連因子の機能解析2015

    • Author(s)
      成瀬祥矢, 鷲津ゆみ子, 篠田徹郎, 三浦健, 田中利治, 水口智江可
    • Organizer
      第59回日本応用動物昆虫学会大会
    • Place of Presentation
      山形大学
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] カイコの2種Methoprene tolerantパラログの機能解析2015

    • Author(s)
      粥川琢巳, 篠田徹郎
    • Organizer
      第59回日本応用動物昆虫学会大会
    • Place of Presentation
      山形大学
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 幼若ホルモンによるエクダイソン誘導性蛹化決定因子Broad-complexの抑制分子機構2015

    • Author(s)
      粥川琢巳, 長峯啓佑, 石川幸男, 西田義憲, 篠田徹郎
    • Organizer
      第59回日本応用動物昆虫学会大会
    • Place of Presentation
      山形大学
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-28
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] カイコガにおける幼若ホルモン合成関連遺伝子の探索2015

    • Author(s)
      本間悠里, 三田和英, 中村有希, 並木俊樹, 野田博明, 篠田徹郎, 外川徹
    • Organizer
      第59回日本応用動物昆虫学会大会
    • Place of Presentation
      山形大学
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 1,4-ベンゾジオキサン環を有する幼若ホルモンアンタゴニストの合成探索2015

    • Author(s)
      山田直子, 粥川琢己, 前田慶, 篠田徹郎, 古田賢次郎
    • Organizer
      日本農薬学会第40回大会
    • Place of Presentation
      玉川大学
    • Year and Date
      2015-03-18 – 2015-03-20
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] カイコの強力なプロモーターの同定2014

    • Author(s)
      坪田拓也, 内野恵郎, 鈴木誉保, 田中博光, 粥川琢巳, 篠田徹郎, 瀬筒秀樹
    • Organizer
      第37回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2014-11-25 – 2014-11-27
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] PTTH is not essential for development, but regulates developmental timing in Bombyx mori2014

    • Author(s)
      Uchibori M, Daimon T, Sezutsu H, Shinoda T
    • Organizer
      10th International Conference on Juvenile Hormones
    • Place of Presentation
      文部科学省研究交流センター(つくば市)
    • Year and Date
      2014-06-09 – 2014-06-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Importance of JH signaling arises with competence of larvae to metamorphose2014

    • Author(s)
      Smykal V, Daimon T, Kayukawa T, Takaki K, Shinoda T, Jindra M
    • Organizer
      10th International Conference on Juvenile Hormones
    • Place of Presentation
      文部科学省研究交流センター(つくば市)
    • Year and Date
      2014-06-09 – 2014-06-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] JH signalling molecules as targets for developing new IGRs2014

    • Author(s)
      Shinoda T, Kayukawa T, Furuta K, Daimon T
    • Organizer
      10th International Conference on Juvenile Hormones
    • Place of Presentation
      文部科学省研究交流センター(つくば市)
    • Year and Date
      2014-06-09 – 2014-06-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Knockout studies on JH receptors and JH biosynthetic genes in the silkworm, Bombyx mori 12014

    • Author(s)
      Daimon T, Uchibori M, Nakao H, Sezutsu H, Shinoda T
    • Organizer
      10th International Conference on Juvenile Hormones
    • Place of Presentation
      文部科学省研究交流センター(つくば市)
    • Year and Date
      2014-06-09 – 2014-06-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Hormonal regulation of Kruppel homolog 1 and its mechanisms repressing metamorphosis in the silkworm Bombyx mori2013

    • Author(s)
      Shinoda T, Sezutsu H, Kayukawa T
    • Organizer
      Insect Hormones (19th Ecdysone) International Workshop
    • Place of Presentation
      ミネソタ大学
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of competence to undergo metamorphosis2013

    • Author(s)
      Smykal V, Daimon T, Kayukawa T, Takaki K, Shinoda T, Jindra M
    • Organizer
      Insect Hormones (19th Ecdysone) International Workshop
    • Place of Presentation
      ミネソタ大学
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] A novel Halloween gene noppera-bo encodes a glutathione S-transferase essential for ecdysteroid biosynthesis in the prothoracic gland2013

    • Author(s)
      Enya S, Shimada-Niwa Y, Igarashi F, Iga M, Kataoka H, Fujimoto Y, Shinoda T, Niwa R
    • Organizer
      Insect Hormones (19th Ecdysone) International Workshop
    • Place of Presentation
      ミネソタ大学
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 生物合理的殺虫剤の標的としての幼若ホルモン関連分子

    • Author(s)
      篠田徹郎・大門高明・古田賢次郎・粥川琢巳
    • Organizer
      日本農薬学会第39回大会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] PTTHノックアウトカイコにおける発育異常

    • Author(s)
      内堀美和・大門高明・瀬筒秀樹・篠田徹郎
    • Organizer
      第58回日本応用動物昆虫学会
    • Place of Presentation
      高知大学
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] カイコのゲノム編集とJH研究への展開

    • Author(s)
      大門高明
    • Organizer
      第58回日本応用動物昆虫学会
    • Place of Presentation
      高知大学
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 前胸腺刺激ホルモン遺伝子ノックアウトカイコの作出

    • Author(s)
      内堀美和・大門高明・瀬筒秀樹・篠田徹郎
    • Organizer
      日本蚕糸学会第84回大会
    • Place of Presentation
      日本大学
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ノックアウトカイコを用いたJHシグナリングの解析

    • Author(s)
      大門高明・中尾肇・内堀美和・瀬筒秀樹・篠田徹郎
    • Organizer
      日本蚕糸学会第84回大会
    • Place of Presentation
      日本大学
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Book] Handbook of Hormones2015

    • Author(s)
      Tetsuro Shinoda (Y Take, H Ando and K Tsutui eds.)
    • Publisher
      Elsevier
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Book] Target Genome Editing Using Site-Specific Nucleases2015

    • Author(s)
      Takaaki Daimon (T Yamomoto ed.)
    • Total Pages
      205
    • Publisher
      Springer
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Book] 実験医学別冊 最強のステップUPシリーズ「今すぐ始めるゲノム編集」2014

    • Author(s)
      大門高明
    • Total Pages
      9
    • Publisher
      羊土社
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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