2013 Fiscal Year Research-status Report
シオミズツボワムシのエピジェネティクスと実験動物としての確立
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24658174
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
萩原 篤志 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(水産), 教授 (50208419)
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| Keywords | ワムシ / 両性生殖 / 遺伝様式 / 個体群動態 / 国際情報交換（韓国） |
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| Research Abstract |
シオミズツボワムシでは親個体がおかれた環境によって、次世代以降の両性生殖誘導の発現頻度が変化する。この遺伝様式を明らかにすることが本研究の目的である。今年度は二つの研究を行い、成果を得た。
１）耐久卵から孵化した個体に短時間の飢餓処理を行った場合、次世代以降の両性生殖誘導率の上昇や生涯産仔数の減少、寿命の長期化が起こるが、何世代に亘って遺伝するかを求めた。その結果、飢餓処理による両性生殖誘導率の上昇は38世代目まで遺伝することが確認された。生涯産仔数については21世代目まで対照区と飢餓処理区で有意差がなかった。しかし、22世代目より飢餓処理区の生涯産仔数が有意に減少した。寿命の長期化は最初の3世代のみ観察された。また、両性生殖誘導率と生涯産仔数は、約13世代を周期とする増加と減少を繰り返し、この現象は80世代以上継続することが明らかになった。
２）染色体DNAのメチル化による次世代への遺伝様式の変化を解析するためには、損傷の少ない全ゲノムDNAが必要である。シオミズツボワムシの全ゲノムDNAを他の無脊椎動物で確立されている既存の方法で精製した結果、高い頻度でDNAが断片化することが明らかとなった。この原因は不明であるが、DNA分解酵素群の活性が高いことが要因であると推測し、DNase活性を阻害するEDTAの濃度、プロテイナーゼK 処理の温度と時間、精製に用いるシオミズツボワムシの個体数を検討した。その結果、湿重量が約100 mgのシオミズツボワムシを100 mM EDTAを含むプロテイナーゼK 緩衝液に懸濁し、50℃で4～6時間の酵素処理を行うことで損傷の少ないゲノムDNAが精製可能であることを見出した。
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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
親の獲得した表現型が単性生殖により伝播する世代が38世代にまで達することをつきとめたほか、両性生殖誘導率と生涯産仔数は、約13世代を周期とする増加と減少を繰り返し、この現象が80世代以上続くという、全く新しい知見を得ることができた。以上より全体として、順調に進んでいると判断した。全ゲノムDNAの精製時に高い頻度で断片化が起こったことにより、これへの対策を行い、損傷の少ないゲノムDNAを精製することができた。
以上、個体別培養実験が予想外の長期研究(9ヶ月）となったが、次年度よりDNAメチル化について研究を開始する準備が整った。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度に確立した方法で精製した損傷の少ない全ゲノムDNAを用い、制限酵素法およびHPLCを用いて両性生殖誘導の発現頻度が変化したシオミズツボワムシDNAのメチル頻度の解析を試みる。また、他の無脊椎動物では、脊椎動物と比較してゲノムDNAのメチル化頻度が低いことが近年報告されており、前述の方法では解析が困難である可能性がある。そこで、研究代表者のグループがこれまでに構築したシオミズツボワムシESTデータベースよりDNAメチル化関連酵素遺伝子群を選別し、これら遺伝子群の全遺伝子配列の決定および機能を推定し、両性生殖誘導の発現頻度が変化したシオミズツボワムシのDNAメチル化関連酵素遺伝子群の発現量を解析することで、これらの現象とDNAメチル化の関連を明らかにする。
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