| 研究領域 | 配偶子インテグリティの構築 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H05236
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
生物系
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| 研究機関 | 弘前大学 |
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研究代表者 |
小林 一也 弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (50360110)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円)
2020年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2019年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
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| キーワード | プラナリア / ゲノム解析 / ゲノムインテグリティー / 有性化阻害細菌 / 生殖戦略 / レトロトランスポゾン / 共生細菌 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
無性生殖でのみ繁殖する動物は、細菌やトランスポゾンに打ち勝つことができずに淘汰される運命にあると思われがちである。しかし、多くの動物で無性生殖を行うものが存在しており、環境の変化や世代などに応じて有性生殖に転換することでこの問題を回避し、２つの生殖様式のメリットを生かした生殖戦略をとっている。そこには生殖様式転換現象にユニークな細菌やレトロトランスポゾンとの共存と攻防の仕組みが存在していると予想される。本研究では、有性化時に分化多能性幹細胞から生殖細胞を誘導するプラナリアで、この生殖戦略を保証する仕組みとして細菌やレトロトランスポゾンに関する新奇機構を提案／解明することを目的とする。
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| 研究実績の概要 |
1有性化阻害細菌と有性化阻害因子の同定
先行研究においてプラナリア有性化阻害細菌を同定した。目的細菌のゲノムの決定するために培養系の確立を目指したがうまくいかなかった。そこで、有性化阻害細菌が無性個体に存在している細菌の内の約70-80%を占めているという特徴を利用して、ダイレクトにホストから細菌を単離する方法を確立した。現在は単離した細菌叢のゲノム解析をナノポアシーケンサーを用いて行っている最中である。一方、有性化阻害因子はプラナリア無性個体に多く含まれているという仮説のもとで、メタボローム解析を行った。その結果、候補物質を４種同定していた。これらの物質に有性化阻害効果があるかを検証したところ、有性化初期に起こる卵巣誘導に関して、3-メチルアデニンと4-GBAに抑制効果がみられた。今後は、さらに完全有性化に決定的な阻害効果があるかの検証が必要である。また、有性化阻害細菌のゲノム決定後は3-メチルアデニンと4-GBAの産出に関わる遺伝子が存在しているかを検証する。
2プラナリアゲノムのインテグリティ保証システムの解明
先行研究から、プラナリアではPIWI-piRNAによるレトロトランスポゾン抑制システムによって生殖系列細胞ではゲノムのインテグリティは保証されている一方で、体細胞のゲノムはレトロトランスポゾンにより積極的に壊されているという仮説が提唱できた。そこで、本研究の照明に必須なDugesia ryukyuensisのゲノム解析に取り組んだ。イルミナで読んだ約200bpの短いリード情報を用いてK-mer解析を行った結果、ゲノム解読に適当なクローン集団を得ることができた。次にChromiumによるlinked readシーケンスを行なったが、予想よりも解読状況が芳しくなく、ロングリードシーケンスに必須な実験動物のゲノム抽出法を確立し、現在、PacBioシーケンスに取り組んでいる。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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