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2012 年度 実績報告書

アロ認証研究のための次世代技術の開発と活用

計画研究

研究領域動植物に共通するアロ認証機構の解明
研究課題/領域番号 21112004
研究機関筑波大学

研究代表者

稲葉 一男  筑波大学, 生命環境科系, 教授 (80221779)

研究分担者 笹倉 靖徳  筑波大学, 生命環境系, 准教授 (10400649)
研究期間 (年度) 2009-04-01 – 2014-03-31
キーワードカラクシン / 精子走化性 / ホヤ / トランスジェニック技術 / プロテオミクス / 分子イメージング / 受精 / ダイニン
研究実績の概要

受精研究の歴史の中で海産動物を用いた研究は古く、受精分野の基礎となっている多くの知見は海産生物を用いた研究により得られたものである。本研究では、プロテオミクス、トランスジェニック技術といった基礎海洋生物学に導入されはじめた新技術を用いて、受精時の分子認証に関わる新規分子の同定と機能解析を進めることを目的とする。特にプロテオミクス、バイオイメージング、およびトランスジェニック技術を用いたアロ認証研究を進め、これらの技術のコンビネーションにより、精子活性化、走化性、卵認識時におけるシグナリングの機能解析を進め、さらに関連分野の領域内共同研究を加速させることを目的とした。平成24年度の実績として、まず研究代表者は、新たに同定された精子鞭毛のカルシウムセンサータンパク質であるカラクシンが、分子モーターのカルシウム依存性制御因子であり、精子鞭毛の波形を制御することにより、卵への走化性に重要であることを突き止めた。また、カラクシンがツボカビなどの鞭毛菌類まで存在していること、植物の系統ではカラクシンと性質は似ているものの、分子系統的に全く異なるカルシウムセンサーが用いられていることを明らかにした。研究分担者は去年度に引き続いてカタユウレイボヤにおいて遺伝子ノックアウト法への導入を進めた。本年度はTALE nuclease (TALEN)法による遺伝子破壊を進めた。TALENのカタユウレイボヤへの発現系を確立し、TALENにより標的遺伝子に高い効率で変異が導入されることを明らかにした。その他エンハンサートラップ系統を用いた遺伝子の方向特異的発現の仕組みやHox1遺伝子の機能を解明した。この他、領域内共同研究により、イモリ、イカ、ウズラ、ゼニゴケ、褐藻類の精子あるいは遊走子に関するイメージングや波形解析で一定の成果が得られた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度は計画研究の最重要課題であったカラクシンの機能に関して、プロテオミクスとイメージングを駆使した成果がまとまり学術誌PNASに公表することができた。ホヤにおける遺伝子ノックアウトも本研究の重要課題であるが、TALENにより標的遺伝子に高い効率で変異が導入されることが明らかとなった。また、これらの技術を用いた共同研究が7件進んでおり、そのうちのいくつかは論文発表、学会発表により成果を公表できた。おおむね、計画通りの成果が得られていると判断する。

今後の研究の推進方策

本研究課題を進める期間もあと1年である。今後は、(1)カラクシンの調節機構(特にダイニンリン酸化との関係)と動植物系統との関係、(2)TALENによるホヤ遺伝子ノックダウンを重点的に進めるとともに、これまで進めている複数の領域内共同研究について、成果をまとめ、公表することを優先課題として進める。

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 1件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Enhancer activity sensitive to the orientation of the gene it regulates in the chordate genome2013

    • 著者名/発表者名
      Hozumi, A., Yoshida, R., Horie, T., Sakuma, T., Yamamoto, T., and Sasakura, Y.
    • 雑誌名

      Dev Biol

      巻: 375 ページ: 79-91

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2012.12.012

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Germline transgenesis of the chordate Ciona intestinalis with hyperactive variants of sleeping beauty transposable element.2013

    • 著者名/発表者名
      Hozumi A
    • 雑誌名

      Dev Dyn

      巻: 242 ページ: 30-43

    • DOI

      10.1002/dvdy.23891

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sperm from Sneaker Male Squids Exhibit Chemotactic Swarming to CO2.2013

    • 著者名/発表者名
      Hirohashi N
    • 雑誌名

      Curr Biol

      巻: online 11 April ページ: in press

    • DOI

      pii: S0960-9822(13)00342-4. 10.1016

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large-scale infection of the ascidian Ciona intestinalis by the gregarine Lankesteria ascidiae in an inland culture system.2012

    • 著者名/発表者名
      Mita K
    • 雑誌名

      Diseases of Aquatic Organisms

      巻: 101 ページ: 185-195

    • DOI

      10.3354/dao02534

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient targeted mutagenesis of the chordate Ciona intestinalis genome with zinc-finger nucleases.2012

    • 著者名/発表者名
      Kawai N
    • 雑誌名

      Dev Growth Differ

      巻: 54 ページ: 535-545

    • DOI

      10.1111/j.1440-169X.2012.01355.x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Retinoic acid-driven Hox1 is required in the epidermis for forming the otic/atrial placodes during ascidian metamorphosis.2012

    • 著者名/発表者名
      Sasakura Y
    • 雑誌名

      Development

      巻: 139 ページ: 2156-2160

    • DOI

      10.1242/dev.080234

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ascidians as excellent chordate models for studying the development of the nervous system during embryogenesis and metamorphosis.2012

    • 著者名/発表者名
      Sasakura Y
    • 雑誌名

      Dev Growth Differ

      巻: 54 ページ: 420-437

    • DOI

      10.1111/j.1440-169X

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Black Tea High-Molecular-Weight Polyphenol Increases the Motility of Sea Urchin Sperm by Activating Mitochondrial Respiration.2012

    • 著者名/発表者名
      Kikuch A
    • 雑誌名

      Biosci Biotechnol Biochem.

      巻: 76 ページ: 2321-2324

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calaxin drives sperm chemotaxis by Ca2+-mediated direct modulation of a dynein motor.2012

    • 著者名/発表者名
      Mizuno K
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A

      巻: 88 ページ: 397-415

    • DOI

      10.1073/pnas.1217018109

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Isolation and functional characterization for oocyte maturation and sperm motility of the oocyte maturation arresting factor from the Japanese scallop, Patinopecten yessoensis.2012

    • 著者名/発表者名
      Yuan Y
    • 雑誌名

      Gen Comp Endocrinol

      巻: 179 ページ: 350-307

    • DOI

      10.1016/j.ygcen.2012.09.006

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-incompatibility response induced by calcium increase in sperm of the ascidian Ciona intestinalis.2012

    • 著者名/発表者名
      Saito T
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A.

      巻: 109 ページ: 4158-4162

    • DOI

      10.1073/pnas.1115086109

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tubulin-dynein system in flagellar and ciliary movement.2012

    • 著者名/発表者名
      Mohri H
    • 雑誌名

      Proc Jpn Acad Ser B Phys Biol Sci

      巻: 88 ページ: 397-415

  • [学会発表] Emerging technologies to investigate ascidian development2013

    • 著者名/発表者名
      Treen N
    • 学会等名
      2013 Riken CDB symposium
    • 発表場所
      神戸, 理化学研究所
    • 年月日
      2013-03-04 – 2013-03-04
  • [学会発表] 人工ヌクレアーゼを用いた脊索動物ホヤにおけるゲノム編集2012

    • 著者名/発表者名
      笹倉靖徳
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡, 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡
    • 年月日
      2012-12-12 – 2012-12-12
  • [学会発表] Germline transformation in the ascidian Ciona intestinalis2012

    • 著者名/発表者名
      笹倉靖徳
    • 学会等名
      2nd international symposium of the mechanisms of sexual reproduction in animals and plants
    • 発表場所
      名古屋, ホテル名古屋ガーデンパレス
    • 年月日
      2012-11-14 – 2012-11-14
  • [学会発表] Mechanism of Ca2+-mediated signaling for sperm motility2012

    • 著者名/発表者名
      Inaba K
    • 学会等名
      International Symposium on the Mechanisms of Sexual Nagoya Reproduction in Animals and Plants(
    • 発表場所
      Nagoya, ホテル名古屋ガーデンパレス
    • 年月日
      2012-11-12 – 2012-11-16
    • 招待講演
  • [学会発表] Adenylyl cyclases and Ca2+ signaling involved in sperm flagellar motility activation in C. intestinalis.2012

    • 著者名/発表者名
      Shiba K
    • 学会等名
      International Symposium on the Mechanisms of Sexual Nagoya Reproduction in Animals and Plants(
    • 発表場所
      Nagoya, ホテル名古屋ガーデンパレス
    • 年月日
      2012-11-12 – 2012-11-16
  • [学会発表] Construction and application of TALENs in Ciona intestinalis2012

    • 著者名/発表者名
      Treen N
    • 学会等名
      2012 Asia-Pacific Developmental Biology Conference
    • 発表場所
      Taiwan, Taipei Innovation City Convention Center
    • 年月日
      2012-10-05 – 2012-10-05
  • [学会発表] マガキガイ正型精子のカルシウム依存的な後方運動2012

    • 著者名/発表者名
      柴小菊
    • 学会等名
      日本動物学会第83回大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2012-09-13 – 2012-09-15
  • [学会発表] マガキガイStrombus luhuanusの異型精子形成メカニズム2012

    • 著者名/発表者名
      柴田大輔
    • 学会等名
      日本動物学会第83回大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2012-09-13 – 2012-09-15
  • [学会発表] ホヤ精子形成過程の形態的・機能的解析2012

    • 著者名/発表者名
      櫻井晴佳
    • 学会等名
      日本動物学会第83回大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2012-09-13 – 2012-09-15
  • [学会発表] アカハライモリ精子では、中片前側と後側で独立した運動調節機構が働く2012

    • 著者名/発表者名
      高橋智恵
    • 学会等名
      日本動物学会第83回大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2012-09-13 – 2012-09-15
  • [学会発表] pHによるホヤ卵からの精子誘引物質放出の制御2012

    • 著者名/発表者名
      泉水奏
    • 学会等名
      日本動物学会第83回大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2012-09-13 – 2012-09-15
  • [図書] Handbook of Dynein (Hirose, Amos, eds)2012

    • 著者名/発表者名
      Inaba K.
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      PanStanford Publishing
  • [図書] Spermatology: new horizons in the 21 century (ed. M. Moriwsawa)2012

    • 著者名/発表者名
      Shiba K
    • 総ページ数
      11
    • 出版者
      Adthree Publishing
  • [備考] 筑波大学下田臨海実験センター

    • URL

      http://www.shimoda.tsukuba.ac.jp

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公開日: 2018-02-02  

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