2013 Fiscal Year Research-status Report
ショウジョウバエ発生過程の特定の期間を決める生物タイマーの分子機構とその調節
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25440110
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
上田 均 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (60201349)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ecdysteroid / 生物タイマー / 変態 / ショウジョウバエ / 蛹 / FTZ-F1 / Blimp-1 |
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| Research Abstract |
囲蛹殻形成後８時間の前蛹期のftz-f1変異株にecdysoneあるいは20-hyroxyecdysoneを注射し、蛹化がおこるか調べたところ、いずれを注射しても蛹化が早まることは観察されなかった。このことから、FTZ-F1はecdysteroid pulseで蛹化するためのcompetenceを与える役割も果たすことが示唆された。FTZ-F1の標的遺伝子の候補のshade遺伝子領域を調べたところ、FTZ-F1の結合配列が複数みられ、実際にFTZ-F1が結合していることをChIPアッセイで確認した。
Blimp-1およびFTZ-F1による抗体染色を行い、前蛹期の様々な時期に、前胸腺、トラキア。唾腺、脂肪体、中腸でほぼ同時に発現し、消失していることが明らかにした。しかし、器官によって発現時期に多少の違いが生じており、器官によってタイマーの進行速度が異なる可能性が生じた。
脂肪体でのBlim-1およびFTZ-F1の発現の重要性を調べるため複数のGAL4系統を用いて脂肪体特異的にそれぞれの因子のノックダウンと強制発現を行った。その結果、脂肪体でのこれらの因子の発現が蛹化のタイミングを決める上で重要であることが判明した。さらに蛹期についても同様の解析を行ったところ、Blimp-1によって発現のタイミングが制御されるFTZ-F1の脂肪体での発現によって蛹後期の発生のタイミングおよび羽化タイミングが決定されることを明らかにした。
３齢幼虫を貧栄養状態下で飼育し、前蛹期が長くなる条件にした場合の前蛹期におけるFTZ-F1の発現パターンをWesternブロッテイング法で調べたところ、FTZ-F1の発現時期が遅延することを示す結果が得られた。このことから貧栄養状態のシグナルが同定しているタイマー機構にはいり、そのことによって幼虫期が長くなること考えられた。
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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
予算が減額になったため、マイクロアレイでの解析は断念し、代わりにChIPアッセイを行い、Shade遺伝子がFTZ-F1の標的遺伝子であることを示す有力な結果を得た。また、抗体組織染色での解析は、ほぼ予定通りにおこなうことができてはいるが、担当学生の体調不良で、１個体での解析の部分は進まなかった。ftz-f1変異株の影響がCWとTGのどちらに影響するかを調べる実験は、その前の準備段階として多数あるFTZ-F1遺伝子領域にトランスポゾンが挿入された系統での発生速度を調べ、解析する価値のある系統を選抜する段階に留まったが今後の解析にたり重要な材料を得ることができた。一方で、前蛹期と同様の機構が蛹期の発生のタイミングの決定にも用いられることを示す結果を得ることができ、変態期全般での発生のタイミング制御の分子レベルでの理解に道筋を開いた。以上のことから、一部予定を達成できなかった点もあったが、予定以上の結果も得られ、全般的にもればほぼ計画を達成していると考えられた。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通り、器官ごとのタイマー因子の機能をさらに明確にするとともに環境要因が同定しているタイマー機構のどの段階にはいるか明にする。また、新たなタイマー因子を同定するスクリーニングを開始し、タイマー機構の全容の解明を目指す。一方、CWおよびTGP決定におけるFTZ-F1の役割を明らかにするとともに進化的解析も進める。
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