2016 Fiscal Year Research-status Report
個体の環境応答行動を制御する光センシング機構の解明
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15K07144
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小島 大輔 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 講師 (60376530)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 光生物学 / ゼブラフィッシュ / 体色変化 / 網膜 / オプシン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
動物の体色変化を制御する光受容分子の実体に迫るため、真骨魚類ゼブラフィッシュを動物モデルとして次のように研究を進めた。
１）体色変化測定装置の増設： 本研究では様々な遺伝子型の個体群に対して、多数の刺激光条件で体色変化を測定する必要があり、前年度は作業効率を高めるために測定装置を改良した。本年度は同様の装置をさらに増設し、これにより単位時間あたりに測定可能な個体数が２倍になり、大幅な作業効率のアップにつながった。
２）視物質遺伝子のノックアウト系統の作製： これまでの研究により５日齢幼生の背地適応型の体色変化には、波長感度の異なる２種類の仮想的な光受容分子、P416とP470の関与が示唆されている。前年度の成果により、P416は視細胞に存在することが強く示唆された。そこで、この波長周辺に吸収極大をもつ青色感受性の錐体オプシンの変異系統を作製するため、CRISPR/Cas9法を用いたゲノム編集を行った。青色錐体オプシン遺伝子のノックアウト系統を複数樹立することに成功した。
３）メラノプシン遺伝子群のノックアウト系統の作製と体色変化測定： 前年度の成果により、上述の光受容分子P470の有力な候補としてメラノプシン遺伝子群の関与が示唆された。そこで本年度は５種類のメラノプシン遺伝子について、CRISPR/Cas9法を用いたゲノム編集を行った。その結果、これらのメラノプシン遺伝子それぞれのノックアウト系統を樹立することに成功した。さらに、これらのノックアウト系統についてホモ接合個体の体色変化を測定して野生型と比較したところ、一部の系統において緑色光に対する光応答性の減弱が見られることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
前年度の結果を踏まえ、有力な候補となるオプシン遺伝子６種類（青色錐体オプシン遺伝子やメラノプシン遺伝子群）のゲノム編集を行い、ノックアウト系統の樹立に成功した。さらに、このうち一系統において野生型との違いを見出した。このことは本研究において次のステップへと進むための非常に大きな進展である。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度作製したノックアウト系統全てについての体色変化測定を行い、P416とP470の分子実体に迫る。また、体色変化の光制御への関与が示唆されたオプシン遺伝子については、その発現細胞の光応答性を調べるため、当初の計画どおり、遺伝子組換えによる蛍光タンパク質ラベルを行う予定である。
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| Causes of Carryover |
本年度は、有力な候補となるオプシン遺伝子６種類のノックアウト系統の樹立に注力した。これらノックアウト系統を用いた解析から、体色変化の光制御に関与するオプシン遺伝子が他にも存在することが示唆された。本年度に予定していたアンチセンスモルフォリ―ノを用いた機能阻害実験は、この「第２の候補遺伝子」を機能スクリーニングするために次年度に行うよう計画変更した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
体色変化の光制御に関わる候補遺伝子をさらに機能スクリーニングするため、アンチセンスモルフォリ―ノを含む試薬購入に充てる。
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