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2015 年度 実施状況報告書

新奇性はどうやって生まれるのか?ゲノム編集によるアプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 15K18586
研究機関京都大学

研究代表者

越川 滋行  京都大学, 白眉センター, 助教 (30714498)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード進化発生学 / ショウジョウバエ / 模様 / ゲノム編集
研究実績の概要

翅に水玉模様をもつミズタマショウジョウバエを用いて、模様形成に必要な遺伝子群を同定し、遺伝子の強制発現、RNA干渉による発現抑制、またはCRISPR/Cas9法によるゲノム編集技術の導入を試み、それらを組み合わせて用いることで、各遺伝子の模様形成に果たす役割と、遺伝子相互の調節関係を明らかにすることを試みている。模様形成の一般的なロジックを理解するとともに、近縁種との比較により、模様形成システムがどのように進化して来たのかを明らかにすることを目的としている。
まず本研究の主要テーマと関連して、ミズタマショウジョウバエの模様の進化と新奇性の起源に関する論考を執筆、公表した。
ミズタマショウジョウバエを模様形成研究のモデルシステムとするためには、様々な実験手法を開発、適用する必要がある。そのために、ミズタマショウジョウバエの飼育条件を検討した。また翅の着色の発達を画像解析により定量的に測定する方法を確立し、野生型における着色の時系列変化を記録した。これにより、変異体作出後に野生型と比較することにより、小さな表現型の変化も漏らさずに捉える事ができるようになった。
メラニン合成系の遺伝子群を個別にクローニングし、プローブを作成してin situハイブリダイゼーションを行い、蛹の翅での発現状況を明らかにした。まだテストしていない遺伝子について解析を継続している。CRISPR/Cas9法について、キイロショウジョウバエで用いられている方法を参考にし、試験的な実験を行っている。方法の有効性を簡便に示すため、X染色体上の遺伝子をターゲットとしている。引き続きゲノム編集技術の本種への適用を進め、トランスジェニックと組み合わせる事で単一の遺伝子の機能のみならず遺伝子の調節関係まで含めて解析する予定である。

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

おおむね当初の予定通り進行している。CRISPR/Cas9法を本種において安定的に行う方法は確立していないが、準備は順調であり目処はつきつつある。

今後の研究の推進方策

実施計画に従って、着実に研究を進めて行く予定である。

次年度使用額が生じた理由

CRISPR/Cas9の実験がまだ条件検討の段階であり、本格的に系統を作出していくための費用を次年度に使用する事としたため。

次年度使用額の使用計画

前年度よりも人件費(実験補助)に支出する金額を増やし、研究を加速する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Gain of cis-regulatory activities underlies novel domains of wingless gene expression in Drosophila2015

    • 著者名/発表者名
      Shigeyuki Koshikawa, Matt W Giorgianni, Kathy Vaccaro, Victoria A Kassner, John H Yoder, Thomas Werner, Sean B Carroll
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 112 ページ: 7524-7529

    • DOI

      10.1073/pnas.1509022112

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Enhancer Modularity and the Evolution of New Traits2015

    • 著者名/発表者名
      Shigeyuki Koshikawa
    • 雑誌名

      Fly (Austin)

      巻: 9 ページ: 155-159

    • DOI

      10.1080/19336934.2016.1151130

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ミズタマショウジョウバエの蛹期の翅の発生様式と斑紋形成プロセス2016

    • 著者名/発表者名
      福冨雄一、阿形清和、越川滋行
    • 学会等名
      日本昆虫学会第76回大会・第60回日本応用動物昆虫学会大会合同大会
    • 発表場所
      大阪府立大学(大阪府・堺市)
    • 年月日
      2016-03-27 – 2016-03-27
  • [学会発表] ミズタマショウジョウバエの水玉模様の形成と進化2015

    • 著者名/発表者名
      越川滋行
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-12-03 – 2015-12-03
  • [学会発表] Drosophila guttiferaにおける水玉模様形成とその進化2015

    • 著者名/発表者名
      越川滋行
    • 学会等名
      ショウジョウバエ多様性研究会
    • 発表場所
      国立遺伝学研究所(静岡県・三島市)
    • 年月日
      2015-09-28 – 2015-09-28
  • [学会発表] ミズタマショウジョウバエの翅の模様を制御する因子2015

    • 著者名/発表者名
      越川滋行
    • 学会等名
      日本動物学会第86回大会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県・新潟市)
    • 年月日
      2015-09-17 – 2015-09-17
  • [学会発表] 模様の進化を引き起こした遺伝的変化2015

    • 著者名/発表者名
      越川滋行
    • 学会等名
      日本進化学会第17回大会
    • 発表場所
      中央大学(東京都・文京区)
    • 年月日
      2015-08-21 – 2015-08-21
  • [学会発表] Toward understanding color pattern formation and evolution in Drosophila2015

    • 著者名/発表者名
      Koshikawa S, Giorgianni MW, Vaccaro K, Kassner VA, Yoder JH, Werner T, Carroll SB
    • 学会等名
      日本発生生物学会第48回大会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県・つくば市)
    • 年月日
      2015-06-03 – 2015-06-03

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公開日: 2017-01-06  

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