不完全変態昆虫（コオロギ）の胚形成における位置情報の形成と細胞移動のメカニズム

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23687033
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 発生生物学
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 三戸 太郎 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 助教 (80322254)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 胚発生 / 昆虫 / 細胞移動 / 位置情報

研究概要

不完全変態昆虫のモデルシステムであるコオロギの初期胚発生メカニズムの解析を行った。細胞動態を可視化するためにGFP発現系統を用い、Wnt, BMP等の主要な細胞シグナル経路に関わる因子のRNAi解析を行った。その結果、Wntが予定胚原基細胞の移動方向の制御に、BMPが背側から腹側への細胞移動に、それぞれ必要なことが明らかとなった。また、これらのシグナルがotd等のパターン形成遺伝子の発現制御に関与していることも示された。一方、新規のゲノム改変技術の開発を進め、遺伝子ノックアウトとノックインのシステムをほぼ確立することができ、ゲノム解読の進展と合わせて今後のさらに多様な研究の展開が可能となった。

研究成果

• [雑誌論文] Gene knockout by targeted mutagenesis in a hemimetabolous insect, the two-spotted cricket Gryllus bimaculatus, using TALENs (2014)
  • 著者名/発表者名: Watanabe T, Noji S, Mito T
  • 雑誌名: Methods 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] コオロギにおけるZFN,TALEN,CRISPR/Cas9を用いた遺伝子改変 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡辺崇人,三戸太郎,大内淑代,野地澄晴
  • 雑誌名: 実験医学 巻: (別冊)Apr ページ: 149-158
• [雑誌論文] Targeted gene delivery in the cricket brain, using in vivo electroporation (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto CS, Shidara H, Matsuda K, Nakamura T, Mito T, Matsumoto Y, Oka K, Ogawa H.
  • 雑誌名: J Insect Physiol 巻: Oct;59(12) ページ: 1235-1241
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extavour CG Developmental gene discovery in a hemimetabolous insect : de novo assembly and annotation of a transcriptome for the cricket Gryllus bimaculatus (2013)
  • 著者名/発表者名: Zeng V, Ewen-Campen B, Horch HW, Roth S, Mito T
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: May;8(5) ページ: e61479
  • 査読あり
• [雑誌論文] ZFN/TALENを用いたコオロギの遺伝子ノックアウト (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡辺崇人,三戸太郎,野地澄晴
  • 雑誌名: 細胞工学 巻: Apr.;32(5) ページ: 543-549
• [雑誌論文] Analysis of RNA-Seq data reveals involvement of JAK/STAT signalling during leg regeneration in the cricket Gryllus bimaculatus (2013)
  • 著者名/発表者名: Bando T, Ishimaru Y, Kida T, Hamada Y, Matsuoka Y, Nakamura T, Ohuchi H, Noji S, Mito T
  • 雑誌名: Development 巻: Mar;140(5) ページ: 959-964
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-transgenic genome modifications in a hemimetabolous insect using zinc-finger and TAL effector nucleases (2012)
  • 著者名/発表者名: Watanabe T, Ochiai H, Sakuma T, Horch HW, Hamaguchi N, Nakamura T, Bando T, Ohuchi H, Yamamoto T, Noji S, Mito T
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: Aug;3 ページ: 1017-1025
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional analysis of the role of eyes absent and sine oculis in the developing eye of the cricket Gryllus bimaculatus (2012)
  • 著者名/発表者名: Takagi A, Kurita K, Terasawa T, Nakamura T, Bando T, Moriyama Y, Mito T, Noji S, Ohuchi H
  • 雑誌名: Dev Growth Differ 巻: Feb;54 ページ: 227-240
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ancestral functions of Delta/Notch signaling in the formation of body and leg segments in the cricket Gryllus bimaculatus (2011)
  • 著者名/発表者名: Mito T, Shinmyo Y, Kurita K, Nakamura T, Ohuchi H, Noji S
  • 雑誌名: Development 巻: Sep;138 ページ: 3823-3833
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cricket body size is altered by systemic RNAi against insulin signaling components and epidermal growth factor receptor (2011)
  • 著者名/発表者名: Dabour N, Bando T, Nakamura T, Miyawaki K, Mito T, Ohuchi H, Noji S
  • 雑誌名: Dev Growth Differ 巻: Sep;53 ページ: 857-869
  • 査読あり
• [学会発表] Genome modificati on technology in the cricket Gryllu s bimaculatus using a CRIPR/Cas sys tem (2014)
  • 著者名/発表者名: Taro Mito et al
  • 学会等名: 1st Asian Invertebrate Immunit y Symposium
  • 発表場所: Pusan Na tional University (Busan, Korea)
  • 年月日: 2014-02-15
• [学会発表] Gryllus bimaculat us -a hemimetabolous insect model f or functional genomics (2013)
  • 著者名/発表者名: Taro Mito et al
  • 学会等名: iBeetle symposium "New horizons in molecular Z oology"
  • 発表場所: Georg Augu st University (Göttingen, Germany)
  • 年月日: 20130325-26
• [学会発表] Genome modificati on in a hemimetabolous insect Gryll us bimaculatus (2013)
  • 著者名/発表者名: Taro Mito et al
  • 学会等名: Janelia Workshop o n Genomic Modification in Model and Non-Model Insects
  • 発表場所: HHMI Janelia Farm Research Campu s (Ashburn,USA)
  • 年月日: 20130321-22
• [学会発表] ゲノム編集技術によるノックアウトコオロギの作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 三戸太郎他
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会(ワークショップ;分子生物・生命情報)
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2013-12-04
• [学会発表] Exploring mechani sms of embryonic patterning in Gryl lus bimaculatus, a hemimetablous in sect model system (2012)
  • 著者名/発表者名: Taro Mito et al
  • 学会等名: 24th Internation al Congress of Entomology
  • 発表場所: Hotel Inre-Burgo Exco (Daegu, Korea)
  • 年月日: 2012-08-21
• [学会発表] Exploring molecular mech anisms of early embryogenesis in th e cricket Gryllus bimaculatus (2011)
  • 著者名/発表者名: Taro Mito
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2011-12-16
• [学会発表] Ancestral developmental mechanisms in insects revealed by R NAi analysis of cricket genes [Symp osium : RNA interference- comparativ e studies of gene functions in inve rtebrates (2011)
  • 著者名/発表者名: Taro Mito
  • 学会等名: 8th International Congre ss on Comparative Physiology and Bi ochemistry
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
  • 年月日: 2011-06-01
• [備考] Natureダイジェスト,2014年3月25日,18-21ページ「ゲノム編集技術CRISPR法が世界を変える」.
• [備考] 読売新聞,2012年9月3日,17ページ「白いコオロギ,体色黒くする遺伝子操作」.
• [備考] 日経バイオテクONLINE 20128月22日,「ゲノム編集技術でコオロギの標的遺伝子破壊、徳島大と広島大がNature姉妹誌に発表」.
• [備考] 朝日新聞,2012年8月22日,3ページ「遺伝子操作残らぬ痕跡」.
• [備考] 中国新聞Online,2012年8月22日,「人工酵素でコオロギ突然変異」.