2019 Fiscal Year Research-status Report
再構成された遺伝調節ネットワークで胚発生の遺伝子発現変化を論理的に再現する
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17KT0020
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
佐藤 ゆたか 京都大学, 理学研究科, 准教授 (40314174)
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| Project Period (FY) |
2017-07-18 – 2021-03-31
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| Keywords | ホヤ / 遺伝子発現調節 / ブール関数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
遺伝子調節ネットワーク（ＧＲＮ）の研究が良く進んでいるモデル生物であるカタユウレイボヤの胚を用いて、実験データに基づいた遺伝子発現のシミュレーションをおこなうことを目指して研究をおこなった。ホヤの３２細胞期には少なくとも１５個の遺伝子が９種類の異なるパターンで特異的に発現を始める。昨年度までの解析で７種類のパターンについての調節機構をブール式で表した調節関数を決めた。本年度は残る２種類のパターンを示すOtxとNodal遺伝子についての調節関数を決定した。これらの遺伝子はそれぞれ植物極側と動物極側の特定の細胞で発現する。いずれの場合も４つの異なる調節機構が関与して特異的な発現を実現していることを突き止めた。
この調節関数を利用して３２細胞期から発現する遺伝子を１６細胞期胚に発現させることができる条件を求め、実験的に確かめた。その結果、これらの本来３２細胞期から発現する遺伝子を１６細胞期の様々な割球で自在に発現させることに成功した。このようにこれまでの研究で決定された調節関数は１６細胞期から３２細胞期の間で起こる遺伝子調節機構を正確に反映し、ＧＲＮの動作を具体的に記載したものといえる。つまり、母性因子と１６細胞期までに発現を開始する調節タンパク質の活性によって特異的な発現が３２細胞期に生じる理由を過不足なく説明する調節関数が得られた。また、ＧＲＮ動態の制御には、調節関数の解明が直接的な手段であり、実際にＧＲＮの動態操作が可能であることを実証できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
台風の影響によって、材料が手に入りにくい時期があり、６４細胞期に至る過程の解析が遅れた。
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| Strategy for Future Research Activity |
３２細胞期の解析の方法を踏襲して、代表的な遺伝子について６４細胞期の調節関数を決めたい。
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| Causes of Carryover |
実験材料であるホヤを京都大学舞鶴水産実験所の桟橋からつるして海中で養殖しているが、2019年秋に通過した台風のために死滅してしまった。そのため、実験材料の調達が3カ月ほど滞り、実験の進行が遅れた。また、３月は新型コロナウィルス対策のため、研究が思うように進まなかった。
新型コロナウィルスによる研究停止措置が終われば速やかに実験を再開する。
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