2015 Fiscal Year Research-status Report
キイロショウジョウバエにおける未受精卵からの単為発生作出
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15K14576
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| Research Institution | Kyorin University |
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Principal Investigator |
平井 和之 杏林大学, 医学部, 講師 (70597335)
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2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 単為生殖 / 未受精卵 / 中心体 / 減数分裂 / ゲノム / 紡錘体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
動物界には有性生殖と無性生殖の両方が存在するが、単為生殖はこれを行う動物種の有性生殖の進化の過程で新たに形成された生殖様式である。生殖様式の転換は生物種の繁殖にとって極めて重要と考えられる。しかし、これがどのような遺伝的変化によって引き起こされているのか、未解明の問題として残されている。本研究では、これに関連した2つの課題に取り組んでいる。
一つは、モデル生物として遺伝的操作が容易なキイロショウジョウバエを用いた研究である。キイロショウジョウバエにおいて単為発生は強く抑制されており、この種は有性生殖によってのみ子孫をつくる。現在、このようなキイロショウジョウバエに対してさまざまな突然変異や遺伝的改変を組合せた遺伝的操作を施して、有性生殖成立のための遺伝的基盤の改変を試みている。これにより、単為生殖を誘導できる細胞学的特性をもつ未受精卵の作製を目指している。具体的には、未受精卵の卵細胞質において中心体の新規合成を誘導し、同時にその卵の一倍体の減数分裂産物の周りに中心体非依存的な紡錘体ができる突然変異を持たせる。第二に、アナナスショウジョウバエの自然集団で発見されている単為生殖系統を用いて、その単為生殖の原因となっている遺伝子の特定を試みている。現在までに、アナナスショウジョウバエの第2染色体上の特定の2領域が、この種における安定した単為生殖に重要であることを明らかにした。
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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
キイロショウジョウバエの卵形成過程において、DSas-4、DSas-6、Ana2などのタンパク質を過剰発現することで、卵細胞質に中心体の新規合成を引き起こすことができることが知られている。これらの遺伝子がユビキチンプロモーター下で過剰発現される系統を入手した。現在、未受精卵の細胞質のどこにいくつの中心体が新規合成されるか、異なる遺伝子の組合せで検討している。また、単為発生の誘発の可能性を高めるために、それらをあるチューブリン遺伝子の突然変異と組合せた系統を作製している。
アナナスショウジョウバエの単為生殖遺伝子に関しては、有性生殖系統への戻し交配を繰り返して作製した単為生殖系統を多数確立し、分子マーカーを利用したマッピングを行った。この種の全ゲノム配列は過去に作成されているが、ゲノム情報が断片的で一つながりになっていない染色体領域が多数存在した。そのため、単為生殖系統の全ゲノムを長鎖リードの読めるシーケンサーを用いて解析し、新たなアッセンブリを行った。これにより、染色体のゲノムを決定することができ、より正確な遺伝子マッピングが可能になった。
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| Strategy for Future Research Activity |
キイロショウジョウバエにおける未受精卵からの単為発生誘発では、現在作製している系統の未交尾雌に産卵を誘発し、未受精卵からの単為発生開始率を測定する。単為発生の成功には、卵細胞質中に新規合成される中心体の数が重要な要因になると考えられる。これまでのアナナスショウジョウバエ単為生殖系統の解析結果から、数個から10個程度の中心体が単為発生誘発に適していることが分かっているため、これを満たす発現条件の検討もあわせて行う。
アナナスショウジョウバエの単為生殖遺伝子のマッピングについては、絞り込まれた染色体領域の中から遺伝子を特定するための解析を引き続き行う。さらにそれらの変異を、キイロショウジョウバエに応用し、生殖様式の転換を試みる。
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| Causes of Carryover |
物品費の消耗品代が当初予定額を上回った。そのため、次年度に使用頻度が高くなる実体顕微鏡の当該年度での購入を取り止めた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
実体顕微鏡を購入する際、その代金の一部として使用する。
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