2018 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, 教授 (20323446)
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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30年度の目標は、CRISPR/Cas9法により緑と紫の色盲系統を作出することと、赤・紫と赤・緑の二重色盲系統を作出することであった。
緑色盲系統に関しては、変異を導入すると生存力が弱くなる可能性が浮上しており、３つある緑錐体遺伝子のうち１つへの変異導入にとどまっている。この対応策は「今後の研究の推進方策」に記す。紫色盲系統に関しては作出が完了し、現在表現型（波長感受性と配偶者選択）の解析を進めている。また、当初の計画には無かったが、共同研究により抗紫錐体オプシンのモノクローナル抗体の作出に成功しており、網膜の剥離と免疫組織化学染色による錐体モザイク観察の系を立ち上げることができた。赤・紫二重色盲系統の作出も完了しており、同様に表現型解析を進めている。赤・緑二重色盲系統に関しては、上述の通り緑色盲系統が不在のため、保留中である。他に赤・青二重色盲系統が出来上がりつつあり、赤・青・紫三重色盲系統の作出にも着手した。
副次的に、赤色盲系統に関して進化的に興味深い知見が得られたので、論文にまとめて公表した［Harada et al. 2019 Sci Rep］。また、「生物の科学 遺伝」に色盲メダカに関する総説を掲載した［72: 611-616］。
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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
赤・青・紫の各色盲系統が順調に作出できている一方で、緑色盲系統の作出が停滞している。いずれも同じ手法（CRISPR/Cas9法）を用いているため、技術的なことが原因とは考えにくく、おそらく緑錐体オプシン特有の問題である。まだ確実なことは言えないが、もし緑錐体オプシンを失うと実際に生存力が低下するのであれば、色盲系統の作出という意味では芳しくなくとも、完全に新規の知見であり、生命現象としては大変興味深い。
一方で、偶発的な共同研究により、もともと計画には無かった紫錐体オプシンに対するモノクローナル抗体を作出することができ、免疫組織化学染色により直接タンパク質が発現していないことを確認することが可能になった。核酸レベルを超えた実験ができるようになったことは大きな成果である。
また、赤色盲に関する新しい論文を公表することができ、青色盲に関してはほぼ原稿が完成している。
これらを総合的に勘案し、「おおむね順調に進展している」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
喫緊の課題として、緑色盲系統の生存率が下がる可能性を検証する。もし本当に下がるのであれば、緑錐体オプシンは他の赤・青・紫の錐体オプシンとは本質的に異なる役割を担っていることが示唆される。その場合、緑を含む二重・三重・四重の各色盲系統に関しても生存力が低下することが予測され、弱い系統の作出・維持・管理には膨大な労力を必要とするため、これらの二重・三重・四重系統の作出は保留する。
緑以外の色盲系統に関しては、当初の計画通り順次作出と表現型解析、およびNational Bioresource Project Medakaへの寄託を行う。
青色盲系統に関しては、系統は寄託済みで、論文原稿も書きあがっている。紫色盲に関しては、系統帰宅の準備を進めているところであり、論文用のデータが揃いつつある。いずれも平成31年度中には論文として公表できると考えている。
二重・三重（・四重）色盲系統に関しても、順次作出と表現型解析を進める。
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| Causes of Carryover |
理由に関しては、消耗品に関して前年度までの残りがあったため、それらを使用することで消耗品費を節約することができたため。
使用計画に関しては、色盲メダカの表現型解析に用いる単色光源の購入にあてたいと考えている。現在は基礎生物学研究所（愛知県）の大型スペクトログラフを用いているが、本学（東京都）にも簡易型の単色光発生装置があれば、出張前に予備実験ができるため、実験を効率的にデザイン・実施することができる。
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