キイロショウジョウバエ を用いた精子貯蔵器官数を決定する分子機構の解明

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K06071
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: 加藤 容子 京都工芸繊維大学, 応用生物学系, 准教授 (10534373)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 雅信 京都工芸繊維大学, 応用生物学系, 教授 (60221082)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ショウジョウバエ / 内部生殖器 / 貯精

Outline of Annual Research Achievements

昆虫の雌は雄から受け取った精子を受精時まで貯蔵する受精嚢という内部生殖器官を持つ。受精嚢形成の不全は不妊となることから、受精嚢が貯精機能のみならず、貯蔵精子の品質管理などにも重要であることが示唆されているが、受精嚢数の決定機構、受精嚢数と生殖能力の関連には不明な点が多い。本研究では、キイロショウジョウバエを用いて、受精嚢数を決定する分子基盤の解明と、受精嚢数と妊性との関連を明らかにすることを目的とする。受精嚢数の決定に関わる遺伝子を探索するために、RNAiにより生殖原基特異的に遺伝子をノックダウンし、受精嚢数の増減を観察した。その結果、受精嚢数に影響を与える因子としてPCP経路のDsとWgシグナルに関わる遺伝子を同定した。受精嚢数の増減に関係なくいずれの遺伝子のノックダウン系統でも妊性の低下を示した。dsノックダウン系統では、表現型の弱い系統においても外部生殖器の形成異常を示したことから、交尾に問題が生じている可能性が高いことがわかった。また、遺伝学的探索の結果から、dshやpanのノックダウン系統においてもwgと同様の表現型を示したことから、Armを介するWgの標準経路が受精嚢数の決定に重要である可能性が示唆された。しかし、複数のFrizzed受容体のノックダウン系統の受精嚢数を確認したが、いずれも受精嚢の数に影響は見られたかった。このことから、受精嚢数の決定には他の受容体を介した経路が関わっている可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

外部生殖器形成異常を伴う表現型を示したことから、受精嚢数と妊性の関連解析が出来なかった。また、Wg発現細胞株の樹立を行なったが、発現確認が出来なかったため、当初予定していたWg発現細胞株を用いRNA-seqによるWgの下流で働く遺伝子の網羅的探索を行うことが出来なかった。Wgの標準経路を中心に遺伝学的探索を行なったが、受容体等を同定することが出来なかった。

Strategy for Future Research Activity

受精嚢形成過程におけるDs、Wgによる制御ネットワークを明らかにするために昨年度作製したDsの抗体を用い生殖原基における細胞学的解析を行う。また、複数のdsノックダウン系統で同じ表現型を示したことから、生殖原基を用いてRNA-seqを行い、受精嚢数の決定に関わる遺伝子を網羅的に探索する。さらに、昨年度に引き続き、受精嚢数の決定に関わるWgシグナル関連遺伝子の遺伝学的探索を行う。

Causes of Carryover

当初予定していた初年度にRNA-seqの解析を外部に委託する研究計画により予算を計上した。しかし、予定していた研究が計画通りに進まなかったため、RNA-seqの解析受託ができず次年度に使用額が生じた。