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2022 年度 実施状況報告書

真珠形成における遺伝子発現調節機構を1細胞レベルで解明する

研究課題

研究課題/領域番号 22K05825
研究機関沖縄科学技術大学院大学

研究代表者

竹内 猛  沖縄科学技術大学院大学, マリンゲノミックスユニット, スタッフサイエンティスト (60599231)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワードシングルセルRNA-seq / シングルセルATAC-seq / トランスクリプトーム / バイオミネラリゼーション / アコヤガイ / 真珠
研究実績の概要

アコヤガイによって作られる養殖真珠は日本でもっとも重要な水産資源の一つである。本研究では、真珠形成に関わる遺伝子発現調節機構を1細胞レベルで解明することを目指す。
本年度は、アコヤガイ外套膜の1細胞ATAC-seq解析にむけて、外套膜の細胞分離手法を確立した。カルシウム・マグネシウムフリーの海水等張液中での攪拌処理や、様々な種類のプロテアーゼ処理の条件検討を行い、外套膜細胞を生きた状態で1細胞に分離するプロトコルを作成した。さらに、シングルセルRNA-seqライブラリ作成およびシーケンスにより、1細胞ごとの遺伝子発現プロファイルを取得することに成功した。遺伝子発現プロファイルに基づいてクラスタリングを行い、貝殻形成に関わると考えられる細胞の同定できることを確認した。また、外科的に分離した外套膜組織には貝殻形成関連遺伝子を全く発現しておらず、貝殻形成には関与していない細胞群が含まれることを確認した。
また、遺伝子や遺伝子発現調節領域の同定に必要不可欠である、アコヤガイの高精度リファレンスゲノムを構築した。

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

外套膜細胞のシングルセルDNAシーケンスは前例のない実験であったため、本研究の最も大きな技術的課題であると想定していたが、本年度の研究によって実験プロトコルを確立することができた。本年度に得られた1細胞レベルのトランスクリプトームデータは、外套膜組織による貝殻・真珠形成メカニズムを理解する上で極めて有用である。

今後の研究の推進方策

今年度で確立した細胞分離およびシングルセルDNAシーケンス手法を用い、scATAC-Seqを実施する。本年度のシングルセルトランスクリプトームデータと合わせて解析を行い、真珠・貝殻形成細胞で特異的に働く転写因子や、転写調節領域の特定を目指す。

次年度使用額が生じた理由

試薬の購入とサンプリングの旅費が抑えられたため。差額は次年度の試薬購入に充てる予定である。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023 2022 その他

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

  • [雑誌論文] A high-quality, haplotype-phased genome reconstruction reveals unexpected haplotype diversity in a pearl oyster2022

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Takeuchi, Yoshihiko Suzuki, Shugo Watabe, Kiyohito Nagai, Tetsuji Masaoka, Manabu Fujie, Mayumi Kawamitsu, Noriyuki Satoh, Eugene W Myers
    • 雑誌名

      DNA Research

      巻: 29 ページ: -

    • DOI

      10.1093/dnares/dsac035

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] アコヤガイゲノムから明らかになったNLRファミリーの多様性2023

    • 著者名/発表者名
      竹内猛、鈴木慶彦、佐藤矩行、Eugene W. Myers
    • 学会等名
      日本水産学会
  • [備考] ゲノムの多様性が真珠貝を病気から守る

    • URL

      https://www.oist.jp/ja/news-center/news/2022/12/11/molecular-fingerprint-behind-beautiful-pearls-revealed

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公開日: 2023-12-25  

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