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2022 Fiscal Year Annual Research Report

ゲノム編集で明らかにするショウジョウバエの模様形成機構

Research Project

Project/Area Number 18H02486
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

越川 滋行  北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (30714498)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Keywordsショウジョウバエ / ゲノム編集 / 模様 / 進化 / 発生
Outline of Annual Research Achievements

模様の形成機構の研究は、それ自体のみならず、組織のパターニングの原理や、表現型進化の理解に大きく貢献してきた。代表者はミズタマショウジョウバエを用いて、そのユニークな模様形質と実験的操作性の高さを生かし、模様の形成機構と新しい形質の進化に関する研究を展開してきた。本研究では翅の模様形成に関わるすべての主要な遺伝子を同定し、近年確立したゲノム編集の手法で遺伝子機能を解析し、模様形成機構を完全に理解することを目指す。
ミズタマショウジョウバエの模様形成の仕組みを、関与する遺伝子を網羅する形で、それらの機能を含めて理解する、そして、種間比較によりキイロショウジョウバエと何がどのように異なるのか(進化してきたのか)を明らかにすることを目指す。これまでにミズタマショウジョウバエで模様形成の鍵となる遺伝子が複数(上流のwinglessと、下流のyellowなど)明らかになっている。winglessとは脊椎動物のWnt-1のホモログであり、パターニングや細胞分化を制御する分泌性シグナル伝達因子をコードする遺伝子である。yellowは昆虫のメラニン合成を担う遺伝子として知られている。網羅的アプローチと個別的なアプローチを組み合わせ、これら以外の模様形成に必要な遺伝子のネットワークを明らかにするための研究を続けている。
本年度は、ミズタマショウジョウバエに特異的な遺伝子発現を制御するエンハンサーの機能を解析し、そのエンハンサーに情報入力している因子の候補を絞り込むことができた。また、ゲノム編集による遺伝子機能の解析法の改良、トランスポゾンによる遺伝子発現操作系の作成に取り組んだ。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Open Access: 3 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Thermal plasticity of wing spot size in Drosophila guttifera: investigating the relevance to Wingless morphogen2023

    • Author(s)
      Yuichi Fukutomi, Aya Takahashi, Shigeyuki Koshikawa
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1101/2023.01.09.523128

    • Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Cis-regulatory evolution that caused change in wingless expression pattern associated with wing pigmentation pattern of Drosophila2023

    • Author(s)
      Takumi Karasawa, Namiho Saito, Shigeyuki Koshikawa
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1101/2023.03.01.530703

    • Open Access
  • [Journal Article] Photoreceptor genes in a trechine beetle, Trechiama kuznetsovi, living in the upper hypogean zone2023

    • Author(s)
      Takuma Niida, Yuto Terashima, Hitoshi Aonuma, Shigeyuki Koshikawa
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1101/2023.02.28.530396

  • [Journal Article] 昆虫の翅模様の進化発生生物学2022

    • Author(s)
      古関将斗, 越川滋行
    • Journal Title

      生体の科学

      Volume: 73 Pages: 364-367

    • DOI

      10.11477/mf.2425201537

  • [Journal Article] ショウジョウバエの翅の模様形成メカニズムとその進化2022

    • Author(s)
      柄澤匠, 越川滋行
    • Journal Title

      科学

      Volume: 92 Pages: 992-996

  • [Journal Article] Construction of a massive genetic resource by transcriptome sequencing and genetic characterization of Megasyllis nipponica (Annelida: Syllidae)2022

    • Author(s)
      Y Hayashi, K Oguchi, M Nakamura, S Koshikawa, T Miura
    • Journal Title

      Genes & Genetic Systems

      Volume: 97 Pages: 153-166

    • Open Access
  • [Presentation] ミズタマショウジョウバエの翅の種特異的な模様の獲得における制御配列の進化と既存配列の転用2023

    • Author(s)
      柄澤匠, 齊藤奈美歩, 越川滋行
    • Organizer
      日本動物学会 北海道支部 第67回大会(旭川市公民館木楽輪)
  • [Presentation] ミズタマショウジョウバエにおけるGal4/UASシステムの開発2023

    • Author(s)
      古関将斗, 越川滋行
    • Organizer
      日本動物学会 北海道支部 第67回大会(旭川市公民館木楽輪)
  • [Presentation] Development of Gal4/UAS system for elucidating the mechanism of the wing color pattern formation of Drosophila guttifera2023

    • Author(s)
      Masato Koseki, Shigeyuki Koshikawa
    • Organizer
      64th Annual Drosophila Research Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Pre-existing Mad binding site is required for novel expression pattern of wingless in Drosophila guttifera pupal wing2023

    • Author(s)
      Takumi Karasawa, Namiho Saito, Shigeyuki Koshikawa
    • Organizer
      64th Annual Drosophila Research Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ミズタマショウジョウバエの翅の新しい模様形成に必要なcis制御配列の特定2022

    • Author(s)
      柄澤匠, 齊藤奈美歩, 越川滋行
    • Organizer
      日本動物学会第93回早稲田大会(口頭発表)
  • [Presentation] cis制御領域におけるSmadの結合配列の獲得が新しい遺伝子発現のパターンを生み出した2022

    • Author(s)
      柄澤 匠, 齊藤奈美歩, 越川滋行
    • Organizer
      日本進化学会年大会 第24回沼津大会 ポスター発表

URL: 

Published: 2023-12-25  

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