| 研究課題/領域番号 |
22K05670
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
二橋 美瑞子 (長内美瑞子) 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 准教授 (00422402)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| キーワード | 鱗粉 / 複眼 / 微細構造 / クチクラ / カイコ / 遺伝子ノックアウト / モスアイ構造 |
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| 研究実績の概要 |
生物の表面微細構造は、その多様な機能から工学的にも着目され、生物模倣（バイオミメティクス）の対象ともなっている。例えば、蛾の複眼の表面構造（モスアイ構造）は、反射を防ぐ性質を持つため、無反射フィルムに応用されている。また、クチクラから成る鱗粉の微細構造は、撥水性や鮮やかな構造色と密接な関係がある。ただし、蛾の複眼や鱗粉をはじめとする、生物が持つ多くの微細構造については、その形成メカニズムがほとんど未解明である。本研究では、カイコを用いて、鱗粉と複眼のクチクラの微細構造形成期に発現する遺伝子の機能解析を行い、微細構造形成に重要な遺伝子群を同定し、翅と複眼という異なる微細構造形成に関わる分子メカニズムの解明を目指す。
２０２２年度は、鱗粉の表面構造への関与が示唆されていたOsiris X 遺伝子ノックアウトカイコの７塩基欠損（Δ7）ホモ接合体を作出した。このOsiris X Δ7カイコと、複数のカイコ野生型系統の鱗粉の表面構造を、FE-SEM（電界放出形走査電子顕微鏡）解析により比較した。その結果、Osiris X 遺伝子機能欠損がマイクロリブの乱れを引き起こすことに確証を得られた。また、モスアイ構造を形成する遺伝子の解明の一環として、カイコガ科３種と、ヤママユガ科３種についても、複眼の表面構造のFE-SEM観察を行い、トランスクリプトーム解析にむけて、カイコガの蛹期複眼のサンプリングを行った。
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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
学内設備を利用して鱗粉や複眼のFE-SEM解析を進めることができた。OsirisXのノックアウトが引き起こす影響についても複数の野生型系統と比較することにより確証を得ることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
カイコとエリサンの鱗粉、複眼において、ノックダウン時の表現型が分かっているOsirisXやcardinalのsiRNAを用いて局所的RNAiの系が効率よく働くように条件検討を行ったうえで、微細構造形成期に高発現する遺伝子のノックダウンを行い、クチクラの微細構造への影響をFE-SEMを用いて解析するともに、カイコとエリサンの蛹期複眼のトランスクリプトーム解析も行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
複眼のRNAi実験をカイコだけで行う予定であったが、エリサンが非常に適していることが分かったため、エリサン幼虫生体を入手可能な次年度にRNAi実験を繰り越し予算を利用して行うことにした。
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