2017 Fiscal Year Annual Research Report
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16H02596
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
新美 輝幸 基礎生物学研究所, 進化発生研究部門, 教授 (00293712)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 翅 / 起源 / 多様性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、解析に適した進化の鍵を握る非モデル昆虫を用い、最新技術に加え、既に確立したRNAi法や形質転換体を用いた遺伝子機能解析法を駆使して、昆虫翅の獲得、翅アイデンティティーの決定、鞘翅形成の分子基盤を解明する。本研究から得られた結果を統合し、昆虫が獲得した最も多様性に富む翅の進化プロセスについて新たな知見を導きだすことを目指す。
本研究課題の迅速な遂行にはCRISPR/Cas9を利用したゲノム解析が不可欠である。そこで、翅起源の解明のモデルとして有望な原始的な無翅昆虫である総尾目のマダラシミ（Thermobia domestica）において、CRISPR/Cas9を利用したゲノム編集法の確立を試みた。マダラシミの全発育ステージ（幼虫期および成虫期）にわたって表現型の観察が容易であり、かつ全身性の表現型が得られる候補遺伝子についてガイドRNAを作製し、細胞性胞胚期より以前の胚にマイクロインジェクションを行った。その結果、G0世代において、比較的高い効率で表現型が観察された。つぎに、全身性の表現型が観察された個体から得られたG1世代において、PCR法を用いたジェノタイピングを行った。その結果、非常に高い効率で候補遺伝子のゲノムに変異が生じていることが明らかとなった。つづいて、候補遺伝子に変異が生じたG1世代を交配したところ、G2世代でノックアウト個体を得ることができた。したがって、無翅昆虫類において世界で初めてCRISPR/Cas9を利用したゲノム編集法の確立に成功した。今後、今回確立したゲノム編集技術を用いて、CRISPR/Cas9を利用したGFPノックインにより翅形成のマスター遺伝子vestigialのレポーター系統を作出して、エンハンサー解析を進める予定である。
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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
研究を遂行する上で重大な問題点などはなく、当初の計画通り概ね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究遂行上の重大な問題点は現時点ではないため、予定通り研究計画を進める予定である。
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[Journal Article] Molecular characterization of eye pigmentation-related ABC transporter genes in the ladybird beetle Harmonia axyridis reveals striking gene duplication of the white gene.2018
Author(s)
Tsuji, T., Gotoh, H., Morita, S., Hirata, J., Minakuchi, Y., Yaginuma, T., Toyoda, A. and Niimi, T.
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Journal Title
Zool. Sci.
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
Peer Reviewed
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