2017 Fiscal Year Research-status Report
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17K07506
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| Research Institution | Japan Women's University |
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Principal Investigator |
深町 昌司 日本女子大学, 理学部, 准教授 (20323446)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 色覚 / 色盲 / メダカ / 視運動反応 / 波長感受性 / 配偶者選択 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、四色型色覚研究モデルとしての色盲メダカ系統の作出である。メダカは錐体オプシンを４種類（赤・緑・青・紫）持っており、平成29年度の目標は、CRISPR/Cas9法により赤変異系統と青変異系統を作出すること、および緑変異と紫変異の導入を開始することであった。
赤変異に関しては、本研究開始時点で変異導入や表現型解析がある程度進んでおり、平成29年度は追加や確認の実験を行い、論文にまとめた。すなわち、赤色盲系統を作出し、実際に赤色光感受性が低いこと［Homma et al. 2017 BMC Genet］、および配偶相手における体色へのこだわりが低下すること（色相識別能力が低下すること）を公表した［Kamijo et al. 2018 Behave Processes］。さらに、光感受性を調べる際に用いる視運動反応の定量系を独自に開発し、現在改訂版の論文を投稿したところである［Matsuo et al. Biol Open］。また、この系統は共同研究に用いられ、季節に応じて行動が変化することに赤錐体オプシンが関わることを示すために貢献した［Shimmura et al. Nat Commun］。
青変異に関しては、既に変異導入と系統化が終了し、現在表現型解析を進めている。変異導入により青錐体オプシンmRNAの発現レベルが低下していたが、青色光感受性は野生型と同様であった。配偶者選択への影響は現在解析中である。
緑変異に関しては、現在変異を導入中であり、紫変異に関しては、変異導入が終了したので、交配により系統化を進めている。
また、赤・青の二重変異系統と、赤・紫の二重変異系統の作出を開始した。いずれも、赤色盲系統に青、および紫変異を導入することで作出する。
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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
「研究実績の概要」に記した通り、研究計画調書に記載したとおりに実験が進んでいるため。さらに、既に論文を２報公表し、３報目も改訂版の論文を投稿したところである。４報目（青色盲系統の作出）を書くためのデータはほぼ揃っている。また、本研究で開発した材料を用いた共同研究により、比較的大きな雑誌（Nature Communications）にも論文を公表することが出来た。「当初の計画以上に進展している」としても過言ではないレベルで「おおむね順調に進展している」。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度の目標は以下［１］～［６］の通り。［１］青色盲系統の論文を執筆・公表する。［２］赤色盲系統作出時の派生物として、２つある赤錐体遺伝子が１つに融合した系統、すなわち赤錐体遺伝子を１つしか持たない系統が得られている。この系統の表現型解析（mRNAの発現レベルと赤色光感受性が低下していないこと）も終了しているため、論文にまとめて公表する。［３］紫色盲系統を作出する。既に紫錐体遺伝子にフレームシフト変異をヘテロで持つ個体が得られているため、これら同士を交配することで変異をホモ化し、視運動反応を用いて紫色光感受性を調べる。［４］緑色盲系統を作出する。紫錐体遺伝子は３つあり、これら全てにフレームシフト変異を導入する必要があるが、まだその様な変異は得られていない（１つ、あるいは２つへのフレームシフト変異導入は成功している）。引き続きCRISPR/Cas9を行い、三重変異系統の作出を目指す。［５］赤・紫二重色盲系統を作出する。赤錐体遺伝子と紫錐体遺伝子は連鎖していないため、赤色盲系統と紫色盲系統を交配することで、二重色盲系統を作出することが出来る。実際は、［３］の紫色盲系統の作出に赤色盲系統を用いているため、紫色盲系統と同時に、赤・紫の二重色盲系統が完成する予定である。［６］赤・青二重色盲系統を作出する。赤錐体遺伝子と青錐体遺伝子は染色体上で強く連鎖するため、交配ではなく、CRISPR/Cas9によって直接変異を導入する必要がある。赤色盲系統に青変異を導入する、あるいは逆に青色盲系統に赤変異を導入することによって、赤・青二重色盲系統の作出を行う。［１］～［６］のいずれも、具体的な作業行程は、既に赤色盲系統や青色盲系統の作出時に確立しているため、技術的な問題は生じないと考えている。
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| Causes of Carryover |
人件費での支出が計画以上に多くなった一方で、物品費での支出が抑えられたため。高額（数万円～十数万円）の試薬・キット類は、前年度までのストックや使いかけを今年度に使い切ることがなかったので、新たに購入する必要が無かった。
今年度の使用計画は、引き続き人件費に支出する一方で、現在使用中の試薬・キット類が尽きたら新たに購入する。また動画データ解析用のＰＣやソフトウェア類を購入する。
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