匂い物質結合蛋白質を用いた異所発現系による昆虫の嗅覚・味覚受容体の機能解析

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24380030
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 松尾 隆嗣 東京大学, 農学生命科学研究科, 准教授 (70301223)
• 研究分担者: 尾崎 克久 株式会社生命誌研究館, 研究員 (60396223)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: de novo トランスクリプトーム解析

研究実績の概要

フェロモン受容体の機能解析（松尾）：本研究を開始したのちに、人工ヌクレアーゼを用いたゲノム編集技術が目覚ましい進歩を遂げ、非モデル生物でも遺伝子ノックアウト実験を行うことが可能になった。本研究では、生体内の機能をより正しく反映する嗅覚・味覚受容体の解析系を確立することを目的としているが、このためには機能喪失突然変異体を用いたin vivo機能解析が最も適している。そこでTALENを用いた遺伝子破壊により、アワノメイガ嗅覚受容体遺伝子の突然変異系統の作製を行った。ターゲットとする受容体には、アワノメイガにおいてすでにその機能が明らかになっているOfurOR4とOfurOrcoを選定した。各種条件と方法を検討した結果、初期胚にTALEN RNAを微量注入することにより、OfurOR4については38.9%、OfurOrcoについては55.0%の高い率で突然変異系統を得ることができた。このうちOfurOrco突然変異体はすべての嗅覚受容体の機能を失っていると期待されるため、性フェロモン成分を用いた風洞実験と触角電位の測定を行った。その結果、OfurOrco突然変異体は行動レベルでも触角応答レベルでも性フェロモンへの反応を失っていることが確認できた。
do novoトランスクリプトーム解析手法の改良（尾崎）：RNA-seqを通常のプロトコールで行っても、昆虫の化学感覚に関連する遺伝子群の検出効率が他の遺伝子に比べて低かったため、ライブラリー調整方法を改善した。インサートサイズが550bp付近になるようにライブラリーを調整し、300bpペアエンドで塩基配列を決定、両リードの末端付近でオーバーラップさせることによりde novoアセンブルによる全長contig率が大幅に上がり、低発現量の遺伝子を高効率に検出できるようになった。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Identification of Candidate Odorant Receptors in Asian Corn Borer Ostrinia furnacalis (2015)
  • 著者名/発表者名: Bin Yang, Katsuhisa Ozaki, Yukio Ishikawa, Takashi Matsuo
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 ページ: e121261
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0121261
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A genetic mechanism for female-limited Batesian mimicry in Papilio butterfly (2015)
  • 著者名/発表者名: Hideki Nishikawa, Takuro Iijima, Rei Kajitani, Junichi Yamaguchi, Toshiya Ando, Yutaka Suzuki, Sumio Sugano, Asao Fujiyama, Shunichi Kosugi, Hideki Hirakawa, Satoshi Tabata, Katsuhisa Ozaki, Hiroya Morimoto, Kunio Ihara, Madoka Obara, Hiroshi Hori, Takehiko Itoh, Haruhiko Fujiwara
  • 雑誌名: Nature Genetics 巻: 47 ページ: 405-409
  • DOI: 10.1038/ng.3241
  • 査読あり
• [学会発表] NGSを使ったアゲハチョウの食草選択に関わる化学感覚受容体遺伝子の探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 尾崎克久・武藤愛・小寺正明・吉川寛
  • 学会等名: 第59回日本応用動物昆虫学会大会
  • 発表場所: 山形県山形市
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [学会発表] ゲノム解読とRNA-seqによるアゲハチョウの食草選択に関わる化学感覚遺伝子候補の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 尾崎克久・小寺正明・武藤愛・吉川寛
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] アゲハチョウと食草を結ぶ遺伝子の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 尾崎克久・小寺正明・武藤愛・吉川寛
  • 学会等名: 生命情報科学若手の会第６回研究会
  • 発表場所: 兵庫県神戸市
  • 年月日: 2014-10-29 – 2014-10-30
• [学会発表] Evolution of gustatory sensing mechanism for host recognition in swallowtail butterflies (2014)
  • 著者名/発表者名: Katsuhisa OZAKI, Masasuke RYUDA, Masaaki KOTERA, Ai MUTO, Hiroshi YOSHIKAWA
  • 学会等名: 日本進化学会第16回大阪大会
  • 発表場所: 大阪府高槻市
  • 年月日: 2014-08-21 – 2014-08-24
• [学会発表] 非モデル生物のためのシークエンスライブラリー作成とde novo ゲノムアセンブル「進化学夏の学校: NGSデータ解析デモンストレーション」 (2014)
  • 著者名/発表者名: 尾崎克久
  • 学会等名: 日本進化学会第16回大阪大会
  • 発表場所: 大阪府高槻市
  • 年月日: 2014-08-21 – 2014-08-24
• [図書] 次世代シークエンス解析スタンダード ― 非モデル生物の遺伝子発現を見る RNA-Seqとde novoゲノム (2014)
  • 著者名/発表者名: 尾崎克久
  • 総ページ数: 404
  • 出版者: 羊土社