アコヤガイのゲノム改変による新しいバイオミネラル解析基盤の確立

• 研究課題/領域番号: 23K18044
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分40:森林圏科学、水圏応用科学およびその関連分野
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 木下 滋晴 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (40401179)
• 研究期間 (年度): 2023-06-30 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2025年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2024年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: アコヤガイ / ゲノム改変 / トランスジェニック / ゲノム編集 / バイオミネラリゼーション / 真珠 / バイオミネラル

研究開始時の研究の概要

gRNAおよびCas9をアコヤガイの生殖巣に注入することで卵に変異を導入する。受精卵へのエレクトロポレーション等による他種二枚貝で報告のある従来の遺伝子導入法についてもアコヤガイで検証する。別途、陸上閉鎖環境で受精卵から飼育した稚貝を用いて、稚貝細胞による真珠作製を試みる。これらの系を用いて、真珠形成関連遺伝子を改変した稚貝の細胞から真珠を作り、バイオミネラリゼーションへの影響を評価する。以上によって、真珠形成をターゲットにゲノム改変による機能解析技術を確立する。

研究実績の概要

Nacreinなど複数の真珠形成関連遺伝子についてgRNAを設計し、合成を行った。アコヤガイ成体の外套膜組織片を切り出し、蛍光標識した外来DNAを、エレクトロポレーションによって導入し、外套膜細胞への外来遺伝子導入を確認した。また、アコヤガイから外套膜縁膜部を採取し、生理塩類液で洗浄して粘液を除去後、プロテアーゼ処理により外面上皮細胞を分離した。エレクトロポレーションによってこれら細胞へ蛍光標識した外来DNAを導入し、細胞内における蛍光を検出した。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

ゲノム編集の準備を進めることができたが、アコヤガイの成熟が春先から夏前のため、本年度中にはアコヤガイ成熟個体を使った実験を行うことができなかった。

今後の研究の推進方策

成熟個体を使って、生殖巣へのgRNAやCas9タンパク質の導入を行い、卵へのゲノム編集が可能かどうかを検証する。 陸上閉鎖環境で受精卵から飼育した稚貝について、外套膜を含む組織を切り出し、必要に応じて酵素処理による細胞分離を行う。これら細胞を 小さい穴をあけた核と共にアコヤガイ成体の生殖叢に移植する。定期的に核を観察し、真珠層の形成を確認する。