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2015 年度 実績報告書

ショウジョウバエにおける求愛行動の種特異性を生み出す神経回路基盤の探索

研究課題

研究課題/領域番号 15J05088
研究機関東北大学

研究代表者

田中 良弥  東北大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
キーワードショウジョウバエ / 行動の種間差 / ゲノム編集
研究実績の概要

本研究ではショウジョウバエ属の求愛行動を対象に、行動の種間差を生み出す神経基盤を明らかにすることを目的としている。様々な遺伝学的ツールを活用可能なキイロショウジョウバエではfruitless(fru)と呼ばれる遺伝子の働きによって求愛行動が生み出されることが知られている。このことから、fruが求愛行動の種間差の生成に関与している可能性を考えた。この仮説を検証するために、キイロショウジョウバエとは異なる求愛行動を示すDrosophila subobscura(D. subobscura)にCRISR/Cas9システムを適用して、fru変異体を作製した。行動を解析した結果、得られた変異体は求愛行動を一切示さないことがわかった。このことから、D. subobscuraでもキイロショウジョウバエと同様に求愛行動の解発にfruが関与していることがわかった。
また、D. subobscuraのfru座にCRISPR/Cas9システムを用いて人工遺伝子をfru遺伝子座にノックインすることにも成功した。導入した人工遺伝子には部位特異的組換え配列であるattPが含まれている。現在、このattP系統を用いてfru遺伝子座にGal4を持つ系統の作製を進めている。
これまで、D. subobscuraには人工遺伝子の導入の際に可視マーカーとして使用できる変異体がなかった。そこで、CRISPR/Cas9システムを用いてD. subobscuraの体色に関わる遺伝子の変異体の作製に取り組み、可視的な変異体を得ることに成功した。人工遺伝子の導入実験によって、この変異体は可視マーカーとして使用できることがわかった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初の計画通り、D. subobscuraを対象にゲノム編集技術を用いたfru遺伝子座への人工遺伝子のノックインやトランスポゾンベクターを用いた形質転換に成功した。これらに加えて、可視マーカーとして利用可能な変異体の作製に成功したため。

今後の研究の推進方策

作製したattP系統を用いてD. subobscuraにGal4-UASシステムを適用する。具体的には、fru遺伝子座にattPをノックインした系統を用いてfru-Gal4系統を作製する。この系統ではD. subobscuraのfru発現細胞でのみGal4が発現することが期待される。これとは別に、UASと温度感受性チャネルまたは蛍光タンパク質をつないだ系統を作製する。これをfru-Gal4と組み合わせることでfru発現細胞の形態や機能について解析を行う。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Clustered regulatory interspaced short palindromic repeats (CRISPR)-mediated mutagenesis and phenotype rescue by piggyBac transgenesis in a nonmodel Drosophila species2016

    • 著者名/発表者名
      Ryoya Tanaka, Hinata Murakami, Manabu Ote and Daisuke Yamamoto
    • 雑誌名

      Insect Molecular Biology

      巻: In press ページ: In press

    • DOI

      doi: 10.1111/imb.12232

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 非モデル種 Drosophila subobscuraでのCRISPR/Cas9による変異誘発2016

    • 著者名/発表者名
      村上 日向, 山元 大輔, 田中 良弥, 伊藤 弘樹
    • 雑誌名

      Genes & Genetic Systems

      巻: 第90巻5号付録 ページ: 4

  • [学会発表] Drosophila subobscuraにおけるfruitless変異体の表現型解析と可視マーカーの作製2016

    • 著者名/発表者名
      田中良弥, 村上 日向, 大手 学, 山元 大輔
    • 学会等名
      平成28年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会 日本蚕糸学会第86回大会
    • 発表場所
      京都府京都市 京都工芸繊維大学
    • 年月日
      2016-03-17 – 2016-03-18
  • [学会発表] 行動の種間差を生み出すメカニズムを探る ~ショウジョウバエの求愛行動を用いた試み~2015

    • 著者名/発表者名
      田中良弥, 村上 日向, 大手 学, 山元 大輔
    • 学会等名
      第3回生態進化発生コロキウム
    • 発表場所
      東京都文京区 東京大学
    • 年月日
      2015-12-28
  • [学会発表] Drosophila subobscuraにおけるfruitless遺伝子の機能解析 ~キイロショウジョウバエとの比較から求愛行動の進化を考える~2015

    • 著者名/発表者名
      田中良弥, 大手 学, 山元 大輔
    • 学会等名
      第8回Evo-devo青年の会
    • 発表場所
      愛知県名古屋市 名古屋大学
    • 年月日
      2015-06-27 – 2015-06-28

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公開日: 2016-12-27  

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