2019 Fiscal Year Research-status Report
Positional cloning and functional analysis of the genes responsible for lethal mutation in the silkworm, Bombyx mori
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18K05672
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
伊藤 克彦 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (80725812)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | カイコ / 突然変異 / 致死 / ゲノム編集 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
カイコでは致死に関わる突然変異が数多く報告されているが、その原因遺伝子が明らかになった例は少ない。本研究では、異なる3つの時期の致死に関わる遺伝子、すなわち、「卵致死」に関わるl-19遺伝子、「幼虫致死（孵化直後）」に関わるl-nl遺伝子、そして「幼虫致死（脱皮不全）」に関わるnm-d遺伝子の単離に取り組み、カイコの生育初期における重要な遺伝子産物とそれらが関わる生命現象を明らかにすることを目的としている。
これまでの研究により、「卵致死」に関わるl-19遺伝子については、ゲノム上の候補領域を僅か200 kb内に限定することに成功し、そのなかで１つの有力な候補遺伝子の特定に成功した。「幼虫致死（孵化直後）」に関わるl-nl遺伝子については、ゲノム編集技術を用いて、すでに特定していた候補遺伝子が間違いなくl-nlの表現型（幼虫致死（孵化直後））に関わっていることを証明した。「幼虫致死（脱皮不全）」に関わるnm-d遺伝子については、ゲノム上の候補領域を2.7 Mb内に絞り込むことに成功した。
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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
「卵致死」に関わるl-19遺伝子については、明らかになった１つの有力な候補遺伝子の完全長cDNA配列の決定および発現解析を進めた。その結果、l-19由来の候補遺伝子産物には二次構造を変化させるアミノ酸置換が見つかった。また、候補遺伝子は表現型が観察される胚発生初期において発現していることも明らかにした。「幼虫致死（孵化直後）」に関わるl-nl遺伝子については、ゲノム編集により特定した原因遺伝子の機能解析を進め、本遺伝子産物が脂肪体で発現している膜タンパク質であることを明らかにした。また当初の計画通り、遺伝子産物の詳細な発現組織および発現時期を特定するため、l-nl遺伝子産物を認識する抗体作製も行った。しかし、l-nl遺伝子産物が膜タンパク質であるためか、リコンビナントタンパク質の精製がうまくいかず、抗体を作製することはできなかった。「幼虫致死（脱皮不全）」に関わるnm-d遺伝子については、新たに200個体の戻し交雑第一世代（BF1）の遺伝子型を調査した。その結果、nm-d遺伝子のゲノム上の候補領域を3 Mbから2.7 Mb内に絞り込むことに成功した。
これまでの２年間の研究では、対象である3つの突然変異のうち2つについて候補遺伝子を特定しており、これは概ね当初の計画通り研究が進行していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
「卵致死」に関わるl-19遺伝子については、ゲノム編集による候補遺伝子の機能証明を進める。また、本遺伝子産物を認識する抗体を作製し、胚子での組織発現解析を進める。「幼虫致死（孵化直後）」に関わるl-nl遺伝子については、抗体作製が困難であると判断し、これまで研究成果で投稿論文をまとめる。「幼虫致死（脱皮不全）」に関わるnm-d遺伝子については、引き続きポジショナルクローニングによる遺伝子の単離を進める。しかしながら、候補領域周辺は組換えが起こりにくい領域なのか、調査個体数を増やしても十分に候補領域を絞り込むことができない可能性も考えられる。そのため、現時点での候補領域内に存在する遺伝子の中から候補となりそうな遺伝子を選抜し、標準系統とnm-d系統間で比較する。または予算次第ではRNAseq解析を実施し、候補領域内の遺伝子解析を行う。
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| Causes of Carryover |
当初の予定よりも次年度の実験では消耗品を多く使用する見込みとなったため、今年度の予算の一部を次年度に使用することとした。
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[Journal Article] Pheromonal activities of the bombykol isomer, (10E,12E)-10,12-hexadecadien-1-ol, in the pheromone gland of the silkmoth Bombyx mori2020
Author(s)
Fujii T, Sakurai T, Mitsuno H, Matsuyama S, Shiota Y, Ito K, Yokoyama T, Nishioka T, Katsuma S, Kanzaki R, Ishikawa Y
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Journal Title
J Insect Physiol
Volume: 121
Pages: 104018
DOI
Peer Reviewed
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