| 研究領域 | シンギュラリティ生物学 |
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| 研究課題/領域番号 |
21H00435
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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 |
複合領域
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| 研究機関 | 大阪公立大学 (2022)
大阪市立大学 (2021) |
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研究代表者 |
小柳 光正 大阪公立大学, 大学院理学研究科, 教授 (30379276)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 光遺伝学 / 分子進化 / 突然変異 / 人為選択 / ロドプシン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
「分子レベルの進化と表現型レベルの進化をつなぐ」、すなわちDNAに生じた突然変異がタンパク質の機能や発現パターンの変化を引き起こし、細胞の機能を変え、より高次の表現型の進化へとつながる、この一連の進化プロセスを理解することは、進化学に残された最重要課題の一つである。しかしながら、このプロセスの中で、DNAの突然変異からタンパク質機能の進化に至るプロセス以外についてはほとんど明らかにされていない。
そこで本研究では、眼を持たない線虫に、光遺伝学の技術を用いて眼点・光感覚を付与することで、視覚・眼の進化プロセスの再構成を試み、細胞機能の進化以降のプロセスの解析を目指す。
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| 研究実績の概要 |
「分子レベルの進化と表現型レベルの進化をつなぐ」、すなわちDNAに生じた突然変異がタンパク質の機能や発現パターンの変化を引き起こし、細胞の機能を変え、より高次の表現型の進化へとつながる、この一連の進化プロセスを理解することは、進化学に残された最重要課題の一つである。このプロセスの中で、DNAの突然変異からタンパク質機能の進化に至るプロセスについては、試験管内進化実験などの構成的アプローチによって盛んに研究されているが、タンパク質レベルの進化以降のプロセスについては、人工進化実験での再現が困難であることから、実証的研究はほとんどない。
そこで本研究では、眼を持たない線虫に、光遺伝学の技術を用いて光感覚・眼点を付与することで、光感覚・眼の初期進化プロセスの再構成を試み、光感受性の獲得以降、すなわち細胞機能の進化以降のプロセスの解析を目指す。令和4年度は、光遺伝学の手法を用いて光感覚を付与した線虫に対して人工進化実験を行い、以下の成果を得た。
・「紫外光で止まり緑色光で動き出す線虫」に対して、変異原処理および紫外光感度の低下によるセレクションを行った結果、数世代で、光受容タンパク質の発現量の低下による線虫の光感度の減少を引き起こすことに成功した。
・「光を忌避する線虫」に対して、変異原処理および光感度の上昇によるセレクションを行った結果、数世代で、線虫の光感度の上昇を引き起こすことに成功した。
・「光を忌避する線虫」において生じた光感度の上昇について、ゲノム解析による責任変異の同定を行った。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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