| 研究課題/領域番号 |
21K19298
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分45:個体レベルから集団レベルの生物学と人類学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
加藤 泰彦 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (60415932)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | エネルギー分配 / DNMT3 / ミジンコ / DNAメチル化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、淡水の主要な1次消費者であるミジンコをモデルとして、動物個体に流入するエネルギーの分配を決定する分子メカニズムを解明する。代表者らは最近、ミジンコにおいてde novo DNAメチル化酵素3.1（DNMT3.1）が飢餓時に稀少な細胞で発現し、エネルギー分配のマスター調節因子として働くことを発見した。そこで、本研究ではDNMT3.1発現細胞をエネルギー分配の中枢細胞と定義し、本細胞でDNMT3.1に制御される遺伝子ネットワークを解明する。
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| 研究実績の概要 |
オオミジンコにおいて、哺乳類の de novo DNA メチル化酵素3（DNMT3）のオーソログをコードしている DNMT3.1 遺伝子は、オオミジンコが摂取するエネルギーの減少に伴って、成長と繁殖の間のエネルギー分配を決定する。これは、DNMT3.1 発現細胞がエネルギー分配の中枢細胞であることを強く示唆するものである。DNMT3.1 が制御する遺伝子ネットワークを明らかにするために、昨年度に引き続き本年度は DNMT3.1 遺伝子座に蛍光タンパク質遺伝子をノックインし、DNMT3.1 発現細胞を蛍光ラベルすることを試みた。昨年度に DNMT3.1のイントロンを狙って切断する TALEN を設計し卵に注入すると予想外に毒性が高いことが判明した。このため、異なるイントロンを狙った TALEN の設計を試みたが標的配列の GC 含量等の問題により設計が困難であることが明らかとなった。そこで、より標的配列の設計の自由度が高い CRISPR/Cas9 を用いることとした。複数の gRNA を設計し、各 gRNA を Cas9 と卵に注入することで切断能を評価したところ、切断能力の高い gRNA を見出した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
DNMT3.1 遺伝子座を切断する標的配列の選定に時間がかかったため、DNMT3.1 発現細胞を可視化できる遺伝子組換えミジンコを作出することができなかった。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度見出した gRNA を用いたノックイン実験を行う。そして、形質転換体を利用して飢餓ストレスを与えた個体から DNMT3.1 発現細胞を蛍光により分取し、トランスクリプトーム解析、DNA メチル化解析を行う。その後、当初の計画通り、飢餓ストレス以外の温度、重金属、農薬などの環境要因に依存した DNMT3.1 発現細胞の遺伝子発現、DNA メチル化解析と統合することで、DNMT3.1 によって制御される遺伝子ネットワークを解明する。
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