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網羅的遺伝子発現解析に基づくパーキンサス属原虫のステージ転換制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19J00148
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分40040:水圏生命科学関連
研究機関帯広畜産大学

研究代表者

梅田 剛佑  帯広畜産大学, 原虫病研究センター, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2022-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2021年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードパーキンサス属原虫 / Perkinsus olseni / ステージ転換 / トランスクリプトーム / RNA-seq / 遺伝子組換え / Perkinsus marinus / トランスクリプトーム解析 / 生活環
研究開始時の研究の概要

パーキンサス属原虫は海産貝類に寄生し、大量死や資源量の減耗をもたらす深刻な病原性原虫である。しかし、その感染サイクルの成立に重要であるステージ転換に関する分子生物学的メカニズムは、これまで未解明なままである。本研究計画では、各ステージへの転換誘導条件下での遺伝子発現をトランスクリプトーム解析により比較し、各段階に特異的に発現する遺伝子を網羅的に同定する。さらに、これらの遺伝子をステージ転換の制御に関与する候補として遺伝子改変原虫を作製し、より詳細な性状・機能の解析を実施、本属原虫のステージ転換の分子生物学的な制御機構の解明を目指す。

研究実績の概要

本研究では、海産貝類に寄生するパーキンサス属原虫のステージ転換を制御する分子生物学的メカニズムの解明を目指している。前年度はステージ転換を誘導する培養条件を検討し、誘導培地中で培養したPerkinsus olseni栄養体(ATCC# PRA-181)を試料としてRNA-seqを実施した。
本年度はこのRNA-seqデータ(ステージ転換誘導開始0,1,6,24,96時間後)から遺伝子発現を定量し、各遺伝子の発現変動について時系列解析を行った。その結果、発現変動遺伝子は変動パターンに基づいて大きく9つのクラスターに分類された。この中には元は低めの発現であったがステージ転換誘導開始後に発現が急上昇し、終了後(96時間後)には発現が戻っていた遺伝子群、またもともと高めの発現であったが培養期間の早いタイミングで大きく発現が低下した遺伝子群など、ステージ転換の制御への関与が推測されるクラスターが検出された。また、当初は1反復のみのデータを解析していたが、今年度はさらに3反復のサンプルに対してRNA-seqを実施し、結果の再現性を確認した。
さらに、遺伝子機能推定のための技術開発として、遺伝子改変原虫の作製条件の検討を実施した。前年度はエレクトロポレーション法を用いたプラスミド導入によるGFP発現原虫の作製に成功していたが、導入・発現効率が低く、組換え原虫の選択の効率化が課題の一つであった。そこで本年度は、ピューロマイシン耐性遺伝子を利用した薬剤選択ベクターの提供を受け、P. olseniへの導入条件を検討した。ベクターを導入した原虫では薬剤存在下でもマーカーとなるGFPの発現が確認され、さらに栄養体の増殖も確認された。しかし、生残した栄養体の安定した増殖には数か月の時間を要したことから、薬剤耐性遺伝子の発現効率は高くないと推定され、発現プロモーターの変更など技術改良の必要性も示された。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件)

  • [雑誌論文] CRISPR/Cas9 Ribonucleoprotein-Based Genome Editing Methodology in the Marine Protozoan Parasite Perkinsus marinus2021

    • 著者名/発表者名
      Yadavalli Raghavendra、Umeda Kousuke、Waugh Hannah A.、Tracy Adrienne N.、Sidhu Asha V.、Hern?ndez Derek E.、Fern?ndez Robledo Jose A.
    • 雑誌名

      Frontiers in Bioengineering and Biotechnology

      巻: 9 ページ: 1-10

    • DOI

      10.3389/fbioe.2021.623278

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Perkinsus marinus2020

    • 著者名/発表者名
      Yadavalli Raghavendra、Umeda Kousuke、Fern?ndez Robledo Jose A.
    • 雑誌名

      Trends in Parasitology

      巻: 36 号: 12 ページ: 1013-1014

    • DOI

      10.1016/j.pt.2020.05.002

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The effects of environmental and nutritional conditions on the development of Perkinsus olseni prezoosporangia2020

    • 著者名/発表者名
      Umeda Kousuke、Yang Xia、Waki Tsukasa、Yoshinaga Tomoyoshi、Itoh Naoki
    • 雑誌名

      Experimental Parasitology

      巻: 209 ページ: 107827-107827

    • DOI

      10.1016/j.exppara.2019.107827

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり

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公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

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