| 研究課題/領域番号 |
18H02478
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
沼田 英治 京都大学, 理学研究科, 教授 (70172749)
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| 研究分担者 |
大門 高明 京都大学, 農学研究科, 教授 (70451846)
志賀 向子 大阪大学, 理学研究科, 教授 (90254383)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 光周性 / 昆虫 / 概日時計 / 中枢神経系 / 休眠 |
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| 研究実績の概要 |
【ホソヘリカメムシ】
短日で飼育した成虫の頭部を短日または長日で培養し、両者の遺伝子発現を比較した結果、ある遺伝子の発現が長日で有意に高くなることを既に見出していた。また、頭部の培養系におけるClock(Clk)遺伝子のRNAiによって、同遺伝子の発現量を十分の一に抑制できる結果も得ていた。そこで、Clk遺伝子のRNAiが頭部培養系の光周性に影響することを、さまざまなやり方を工夫して検討したが、明瞭な結果が得られなかった。一方、光周性において幼若ホルモンに誘導されるKruppel homolog 1(Kr-h1)遺伝子の発現量の光周期による違いが、個体レベルでのClk遺伝子のRNAiによって消去されることを示した。すなわち概日時計遺伝子は、幼若ホルモン、Kr-h1のはたらきの上流に位置することが確かめられた。しかし、Kr-h1遺伝子のRNAiは卵巣発達に明瞭な結果を示さなかった。また、PER抗体を用いた免疫組織化学によって概日時計候補細胞を突き止め、光周性の光入力の経路との位置関係を明らかにした。
【カイコガ】
母親が胚期および幼虫期に経験した光周期によって子世代が休眠に入るかどうかが決まる江淅系統において、TALENにより時計遺伝子period(per)をノックアウトした系統を作製していた。今回、per子ノックアウト系統では孵化および羽化に関する概日リズムが失われていることが明らかになった。perノックアウト系統では光周性が失われているかどうかの検討を開始した。perノックアウト系統は休眠誘導条件で非休眠卵を産む傾向を示したが、今回行った条件では対照の江淅系統でも明瞭な光周性が見られなかったために、結論は得られなかった。また、前年度PER抗体を作製して、免疫組織化学によって脳内に時計細胞の候補を得たが、これは非特異的な染色であった可能性が生じたので、再検討を始めた。
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| 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
【ホソヘリカメムシ】
頭部の培養系で見られる光周性を発見したことと、頭部の培養系でRNA干渉による遺伝子抑制が可能になったことで、光周性の分子機構において時計遺伝子が関与する部分の解析に進むことができる。
【カイコガ】
光周期を示す江淅系統において、perノックアウトした系統を作製したので、時計遺伝子の光周性における役割の検討に進むことができる。
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| 今後の研究の推進方策 |
【ホソヘリカメムシ】
頭部の培養系でいくつかの遺伝子のRNA干渉を行って、光周性のできるだけ初期の段階で機能する分子を見出し、その解剖学的局在を調べて、光周性中枢の研究へと進める。
【カイコガ】
江淅系統と、それから作製したperノックアウト系統の光周性を詳細に検討することが、次のステップである。
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