2017 Fiscal Year Research-status Report
体節特異的に制御される蛹分化および細胞死の分子機構の解明
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17K08147
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
金児 雄 弘前大学, 農学生命科学部, 助教 (90633610)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | コミットメント / カイコ / 幼若ホルモン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昆虫は開放血管系であり、すべての組織が同時期に同濃度のホルモンに曝される。それにも関わらず、各組織のホルモン応答は、組織によって様々である。そこで各体節に存在し、体節ごとに異なるホルモン応答を示すdarmal glandを主な対象として、時期・空間特異的なホルモン応答を生み出す機構についての解析を始めた。今年度は、細胞死を起こす後部の体節に対しては、候補遺伝子のうち主に予定細胞死に関わるアポトーシス関連遺伝子群およびオートファジー関連遺伝子群に着目し、解析を行った。予定細胞死は幼若ホルモンによって阻害されることから、これら候補遺伝子の幼若ホルモン応答および発現変動パターンをまず解析した。その結果、幾つかの遺伝子の発現は蛹脱皮に向かって上昇し、また幼若ホルモンで処理すると、発現が抑制された。このことから、これらの遺伝子が細胞死を引き起こすことで、体内からの組織の除去を誘導していることが示唆された。そこで、RNAiによる候補遺伝子群のノックダウンを行ったところ、細胞死は抑制された。これらの遺伝子はいずれも幼若ホルモンにより発現の抑制が見られたことから、今後、それらの上流配列および各遺伝子間の相互関係を解析することで、体節特異的なホルモン応答の解明につながると考えている。一方で、蛹への分化が見られる前部の体節に対しては、候補遺伝子のうち栄養に関連するシグナルに焦点を当てて解析し、幾つかの遺伝子において、幼若ホルモンへの応答および蛹分化への関与が認められた。
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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
平成２９年度は、体節特異的に働く遺伝子の探索を行う予定であった。そこで、実際に蛹変態に伴って起こる体節特異的な事象に関与する候補遺伝子を得るために、遺伝子の幼若ホルモンへの応答の確認を進めた。幼若ホルモンへの応答が認められた遺伝子群の一部に対しては、RNAiによるノックダウンを行うことで機能解析も行った。このことから、当該遺伝子が蛹変態時に体節特異的にホルモンへ応答して、蛹変態特異的な事象に関与してることが示され、現在のところほぼ研究計画通りに進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、さらに対象を広げて候補遺伝子の探索を行う。また平成２９年度に得られた遺伝子に対して、１遺伝子をノックダウンしたのちに、他の遺伝子の発現解析を行うことにより、遺伝子間の相互作用の確認を行う。また突然変異体における、各候補遺伝子の振る舞いの確認も順次行っていく予定である。このことによって、darmal glandで起こっている現象と突然変異体で起こっている現象を、遺伝子レベルで比較することが可能となり、個体レベルでの体節特異的なホルモン応答の解明につながる。
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| Causes of Carryover |
平成２９年度に予定していた発現解析および機能解析の際に、遺伝子の予測された機能を基に選択をかけたために、幼若ホルモン応答発現解析によって絞り込まれた候補遺伝子の割合が、当初予定していた遺伝子の数を下回った。そのために、機能解析を行う予定の遺伝子候補が少なくなり、次年度使用額が生じた。今後、同様の実験を進めていくが、その際には、幼若ホルモン応答へのRNA seqによる１次選抜の結果の上位の遺伝子から行っていくため、候補遺伝子となる割合が今年度に比べて高くなると予想される。そのため、機能解析を行う回数が増えると考えられるので、未使用額を翌年度分に加えて、それらの解析費用に充てる。
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