ミジンコの単為発生を可能にする卵形成機構の解明

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K06778
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 蛭田 千鶴江 北海道大学, 理学研究院, 特別研究員(RPD) (20723018)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ミジンコ / 単為生殖 / 減数分裂 / 生殖細胞形成 / ゲノム編集

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、卵が単独で発生する単為発生機構について、生殖細胞を形成するための減数分裂の何が、どのように改変されることで実現されているのかを明らかにすることにより、動物界にみられる様々な様式の単為発生機構が、いかに獲得され進化してきたのかを理解することを目指すものである。本研究で対象とするミジンコ（Daphnia pulex）の単為発生機構は、第１減数分裂が途中で停止しスキップされる「減数しない減数分裂」という様式であることが組織学的研究から分かっているが、詳細な染色体の動態と分子機構は未だ明らかになっていない。そこで、本研究ではミジンコの単為発生卵の形成過程を分子機構レベルで明らかにすることを目的とし、（１）ゲノム編集基盤の整備を完了すること、（２）第１減数分裂の染色体動態に着目することで減数分裂との違いを見出すこと、そして（３）その分裂を制御する機構を明らかにすることに取り組んでいる。2022年度は、新型コロナウィルス感染症流行による研究室の利用制限と2021年度の育児休業による実験の中断により、継続的な実験に困難があった。そのため、（２）と（３）について遺伝子改変ミジンコ作出に係るコンストラクト作成などの準備や細胞周期の阻害剤や促進剤の投与によって分裂の停止や進行を制御できないか実験を進めた。また、ミジンコの単為発生機構と比較を行うために真核生物の単為発生機構についての知見の収集と整理を進め、特に甲殻類における単為発生機構と系統関係についての理解が深まった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本年度も引き続き新型コロナウィルス感染症の拡大による研究室への立ち入りや滞在等の制限から、ゲノム編集技術による変異体の作出など連続した実験を必須とする単為発生卵の分子機構を明らかにする実験の実施計画を変更しなければならなかったため。

Strategy for Future Research Activity

引き続きゲノム編集技術を用いた単為発生卵の分裂様式の解析や単為発生卵形成時の染色体動態の解析について実験を進めていく。

Causes of Carryover

（理由）新型コロナウィルス感染症の流行および育児休業による実験計画の遅れにより、当初の使用計画から変更が生じたため。
（使用計画）まず、実施を延期した実験に必要なゲノム編集用の試薬・消耗品へ充当する。続いて、作出した変異体の解析に必要な試薬、消耗品、飼育器具に充当する。また、成果報告のための論文校正および投稿費用にも支出する予定である。