2014 Fiscal Year Annual Research Report
光回復に着目した紫外線ストレスに対するハダニ類の生理的適応戦略の解明
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14J02085
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
村田 康允 京都大学, 農学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | UV誘発DNA損傷 / 光回復効果 / ナミハダニ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ナミハダニを用いたUVB損傷と光回復の分子生理機構の解明を目的として取り組んできた。幼虫を用いて、UVB照射による生存への影響とUV特異的DNA損傷であるCPDsおよび6-4PPs量を検証した。その結果、UVBの積算照射量に伴って生存率は減少し、UVBが大きな致死効果を与える事が確認された。その際のUV誘発DNA損傷をELISAにより定量したところCPDs、6-4PPs共にUVBの積算照射量に伴って増加した。
一方で、UVB照射後の幼虫に対し、可視光を照射したところ減少した生存率が大幅に回復した。暗黒条件下に置いた処理区では生存率は上昇しなかった事から、ナミハダニにおいて光回復効果がその生存に大きく寄与する事が改めて確認された。その際のUV誘発DNA損傷を定量したところ、CPDsはUVB照射後に減少したが、可視光存在下でより大幅に減少していた。これらから、UVBによって誘発されるCPDsと6-4PPsがナミハダニの生存に大きく影響する事が明らかとなった。
さらにUV適応におけるDNA修復機構の関与を調査するため、CPDフォトリアーゼ遺伝子とNERのコア因子の一つであるXeroderma pigmentosum A（XPA）遺伝子のUVB・可視光照射前後の遺伝子発現をリアルタイム定量RT-PCRにより検証した。その結果、UVB照射処理および可視光の有無によってCPDフォトリアーゼ遺伝子発現量は変化しなかった。一方XPA遺伝子発現量はUVB照射によって上昇傾向が見られ、その後の可視光照射により暗黒条件下に置いた時よりも発現量は上昇した。この事から、可視光により生存率が回復する光回復の至近要因はPERによるCPDs修復のみでなくNERも寄与している可能性がある。
これらは、陸上の小型植食者のUV適応に関する有用な知見であると共に、農業害虫のUVBによる物理的防除を促すと考えられる。
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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
当初の計画通り、UVB誘発DNA損傷であるCPDの定量に成功し、光回復による変化をモニターできた。また6-4PPについては、さらに追試が必要なものの、UVBによる増加傾向などが確認されている。さらにそれに伴って、DNA修復機構に関する因子の遺伝子発現解析に成功しており、1年目に行う予定をしていた内容をおおむね遂行する事ができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度の研究により、UVB・可視光照射に伴うCPDフォトリアーゼ遺伝子とNERのコア因子の一つであるXeroderma pigmentosum A（XPA）遺伝子のUVB・可視光照射前後の遺伝子発現を検証したところ、予想に反して、CPDフォトリアーゼ遺伝子発現量は変化しなかった。一方XPA遺伝子発現量はUVB照射によって上昇傾向が見られ、その後の可視光照射により暗黒条件下に置いた時よりも発現量は上昇した。これらの結果から、CPDフォトリアーゼ遺伝子は恒常的に発現している可能性を考え、H27年度以降は、さらにフォトリアーゼとXPAの遺伝子発現機構について検証を進める予定である。
また、当初の研究計画通り、UVBを照射した個体についてRNA-seqによる網羅的遺伝子発現解析を行う。UVBを照射した幼虫と第一静止期および非照射の幼虫と第一静止期についてtotalRNAを抽出・精製し、業者に解析を委託し、発現状況の比較解析を行う。これによりUVBによる生物影響の顕在化のメカニズム解明に臨む。
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