体系的遺伝子破壊による線虫ゲノムの機能解析

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15011261
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 杉本 亜砂子 独立行政法人理化学研究所, 発生ゲノミクス研究チーム, チームリーダ (80281715)
• 研究分担者: 三谷 昌平 東京女子医科大学, 医学部, 助教授 (90192757)
• キーワード: 線虫 / C.elegans / RNAi / 欠失変異体 / ゲノム機能解析

研究概要

本研究では、線虫C.elegansをモデル型として、1、RNAi法と2、欠失変異体の作成、という二つの遺伝子機能破壊法を用いて体系的な遺伝子機能解析を行い、多細胞生物における遺伝子カスケードおよび遺伝子ネットワークのアウトラインを明らかにすることを目的とした。
1、体系的RNAi法による発生に必須な遺伝子群の網羅的回定とその解析(杉本)
ハイスループットRNAi-by-soaking法によって体系的な遺伝子機能破壊を行い、発生に必須な機能を果たしている遺伝子群(致死性・不稔性を示すもの)についてはRNAi表現型をノマルスキー顕微鏡で詳細に観察した。表現型データをコンピューター解析に利用できるように、表現型プロファイルを多次元の独立した項目についてあらかじめ定義した語彙を用いて記述する方法を確立した。さらに、この手法で記録した胚性致死表現型プロファイルを用いて表現型の類似性に基づいた遺伝子クラスタリングを行った。
2、転写因子群の欠失変異体の網羅的作成および解析・(三谷)
線虫ゲノム上にホモロジー検索により見つかる転写因子は約650程度であるが、その内の、300遺伝子以上について、欠失変異体株の分離ができている。このうち、ホモ接合体生存可能な株が約85%、致死または不妊の株が約15%を占める。致死または不妊となる率があまり高くないのは、核内受容体の変異体株で、致死または不妊となる遺伝子が少ないこと(約100遺伝子のうち数%程度)を反映していると考えられる。核内受容体の機能には、冗長性が高い可能性がある。全体の変異体株の中でも、Etsファミリーに着目し、詳細な表現型解析を進めている。

研究成果

• [文献書誌] Mito, Y., Sugimoto, A., Yamamoto, M.: "Distinct developmental function of two Caenorhabditis elegans homologs of the cohesin subunit Scc1/Rad2l."Mol Biol Cell. 14. 2399-2409 (2003)
• [文献書誌] Sawa, M., Suetsugu, S., Sugimoto, A, Miki, H., Yamamoto, M., Takenawa, T.: "Essential role of the C.elegans Arp2/3 complex in cell migration during ventral enclosure."J Cell Sci. 116. 1505-1518 (2003)
• [文献書誌] Sugimoto, A.: "High-throughput RNAi in Caenorhabditis elegans : genome-wide screens and functional genomics"Differentiation. 印刷中. (2004)
• [文献書誌] Mizuguchi S., Uyama T., Kitagawa H., Nomura K.H., Dejima K., Gengyo-Ando K., Mitani S., Sugahara K., Nomura K.: "Involvement of chondroitin proteoglycans in cytokinesis of embryonic cells of the nematode Caenorhabditis elegans."Nature. 423. 443-448 (2003)
• [文献書誌] Ogura K., Kishimoto N., Mitani S., Gengyo-Ando K., Kohara Y.: "Translational control of maternal glp-1 mRNA by POS-1 and its interacting protein SPN-4 in Caenorhabditis elegans."Development. 130. 2495-2503 (2003)
• [文献書誌] Wang X., Wu Y-C., Fadok VA., Lee M-C., Gengyo-Ando K., Cheng L-C., Ledwich D., Hsu P-K., Chen J-Y., Chou B-K., Henson P., Mitani S., Xue D.: "Cell Corpse Engulfment Mediated by C.elegans Phosphatidylserine Receptor Through CED-5 and CED-12."Science. 302. 1563-1566 (2003)
• [文献書誌] Sugimoto, A: "'High-throughput RNAi-by-soaking in Caenorhabditis elegans' in "RNA interference technology : From basic science to drug development"(Ed.Appasani, K)"Cambridge University Press(印刷中). (2004)