2015 Fiscal Year Research-status Report
カイコ卵色変異系体の解析による昆虫の新規色素合成経路の解明
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26850220
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
二橋 美瑞子 (長内美瑞子) 茨城大学, 理学部, 准教授 (00422402)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 昆虫 / 色素 / オモクローム / カイコ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
オモクローム色素は、様々な昆虫で赤・紫・茶などの体色を生み出し、複眼の遮蔽色素としても広く分布している、昆虫の主要な色素である。これまで生化学やショウジョウバエの遺伝学の研究がおこなわれてきたが、特に色素合成の後半部分に関するメカニズムはほとんど未解明なままであった。本研究では、カイコの4種類の劣性の卵色変異体の解析を通じて、オモクローム色素の生合成経路の後半のブラックボックスの解明を目指す。
カイコの卵色変異体pe (pink eyed white egg, 淡赤眼白卵)については、昨年度までに原因遺伝子cardinalの同定に成功している。今年度は、野生型とpeの複眼色素の薄層クロマトグラフィーおよびLC-MS解析を行った。peではオミン様物質、キサントマチン、脱炭酸型キサントマチン等、色素全般が著しく減少していることが判明し、cardinal遺伝子はキイロショウジョウバエの変異体から想定された以上に多くの種類の色素の合成に関与していることが示された。これらの結果については、動物学会で成果発表を行い、筆頭および責任著者として原著論文執筆投稿し、Heredity誌に受理された。
3種類の独立の褐卵変異体b-2(第二褐卵)、b-4(第四褐卵)、b-t(辻田褐卵)については、H26年度にBF1（戻し交配第一世代）個体を作出していた。H27年度はそのゲノムを用いて、次世代シーケンサーを利用した連鎖解析ddRAD-seqを行った。また、着色時期の卵と卵巣についてRNAseqによるトランスクリプトーム解析を行った。ddRAD-seqで絞り込んだゲノム領域中に存在する遺伝子について、RNAseqの情報を用いて各変異体特異的な非同義置換または極端な発現パターンの変化を持つ遺伝子を検索した結果、b-4、b-tについてはそれぞれ候補遺伝子が1つと2つに絞り込まれたため、TALENによる遺伝子ノックアウトに着手した。
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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
昨年度4月より茨城大学理学部に移動し、研究環境の整備と並行して実験を進めたが、おおむね当初の目標を達成している。
特に、解析予定だった4つのカイコの卵色変異体のうち、peについては原因遺伝子の同定と原著論文の受理に至っている。また、褐卵変異体についても2種類の変異体についてはノックアウト解析に着手できている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在ノックアウトカイコの作出中であるb-4とb-tについて、変異をホモで持つ個体を交配により作出しその表現型を解析することを最優先に実験を行う。b-2についても、RAD-seqのデータ解析を完了させ、候補遺伝子の絞り込みを行い、解析を進める。
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| Causes of Carryover |
東京農業大学の共同研究課題に採択されたため、次世代シーケンスの関係の費用が節約できた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
昨年4月に茨城大学に移動し自身の研究室を立ち上げたため、本年度の研究計画遂行に必要な基本的な設備や物品がまだ不足している状態である。
そのため、カイコの飼育用品、実体顕微鏡用Cマウント等、DNA抽出機材の洗浄用の超音波洗浄器、インキュベーター等を購入して、計画を遂行可能な状態に環境を整備し、ノックアウトカイコ解析に必要な分子生物学用の試薬・消耗品を購入する。
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Research Products
(3 results)
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[Journal Article] Positional cloning of Bombyx pink eyed white egg locus reveals the major role of cardinal in ommochrome synthesis.2016
Author(s)
Osanai-Futahashi M, Tatematsu K, Futahashi R, Narukawa J, Takasu Y, Kayukawa T, Shinoda T, Ishige T, Yajima S, Tamura T, Yamamoto K, Sezutsu H
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Journal Title
Heredity
Volume: 116
Pages: 135-145
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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