2016 Fiscal Year Research-status Report
四色型色覚の形成機構解明に向けた錐体の分化・成熟機構の解析
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16K20983
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| Research Institution | National Institute of Genetics |
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Principal Investigator |
白木 知也 国立遺伝学研究所, 個体遺伝研究系, 博士研究員 (40632352)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 光受容 / 視覚 / 網膜 / 転写制御 / ゼブラフィッシュ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者は、ゼブラフィッシュの光受容細胞における遺伝子発現解析から、視細胞に強く発現する遺伝子として転写関連因子samd7を同定した。視細胞の遺伝子発現制御におけるsamd7の機能を解析するために、samd7変異体を作製した結果、samd7変異体では緑錐体オプシン遺伝子の発現が消失することを見出した。また、samd7変異体は、幼生期では桿体型の光情報伝達関連因子の発現の顕著な減少を示したが、成魚ではこの表現型は緩和されることが分かっていた。この原因として、samd7に分子系統樹上で最も近縁で、かつ、光受容細胞に強く発現する遺伝子であるsamd11が同様の機能を冗長的に果たしている可能性が考えられた。ゼブラフィッシュにおけるsamd11の発現部位をin situ hybridizationによって解析したところ、網膜では桿体に特異的に発現していた。また、興味深いことに、samd11にはN末端領域の異なる２種類のtranscriptがあり、N末端の短いisoformが網膜に特に強く発現していることが分かった。次にsamd11変異体を作製し、その光情報伝達関連因子の発現への影響を解析した。samd11変異体は幼生においても成魚においても正常に光情報伝達関連因子を発現していた。そこで、さらにsamd7とsamd11の二重変異体を作製したところ、この変異体では幼生においても成魚においても成熟した桿体が存在しないことが分かった。このことから、samd7とsamd11は桿体の分化・成熟において非常に重要な役割を果たすことが明らかになった。
一方、青錐体への分化・成熟に関わると予測される新規foxファミリー遺伝子についてもCRISPR/Cas9システムを用いた変異体の作製を進め、変異の入ったF1個体を多数同定することに成功した。
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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
samd7が緑錐体の発生・成熟だけでなく、samd11とともに桿体への発生・成熟にも重要な役割を果たすことを明らかにした。また、新規foxファミリー転写因子の変異体を得ることにも成功しており、交付申請書の実施計画に記載した内容を概ね達成することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
samd7とsamd11による光情報伝達関連因子の転写制御機構に分子レベルで迫ることを目指す。手法としてはChIP-seq解析およびインタラクトーム解析を行うことを計画している。そのためにFLAGタグ付きのsamd7を視細胞に過剰発現するトランスジェニック系統の作製を進める。また、前年度に作製した新規foxファミリー転写因子の変異体の解析を行う。
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| Causes of Carryover |
samd7とsamd11の二重変異体の解析から予想以上に興味深い結果が得られたため、結果としてChIP-seq解析とインタラクトーム解析への着手が遅れた。そのため、これらの実験のために計上していた予算を次年度以降に繰り越すこととなった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
ChIP-seq解析およびインタラクトーム解析のためのトランスジェニック系統が得られ次第、これらの解析のための費用に使用する。
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