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2013 年度 実績報告書

遺伝子ノックアウト技術で拓く幼若ホルモン研究の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 25252059
研究種目

基盤研究(A)

研究機関独立行政法人農業生物資源研究所

研究代表者

篠田 徹郎  独立行政法人農業生物資源研究所, 昆虫科学研究領域・昆虫成長制御研究ユニット, ユニット長 (10355620)

研究分担者 大門 高明  独立行政法人農業生物資源研究所, 昆虫科学研究領域・昆虫成長制御研究ユニット, 主任研究員 (70451846)
粥川 琢巳  独立行政法人農業生物資源研究所, 昆虫科学研究領域・昆虫成長制御研究ユニット, 任期付研究員 (70580463)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードカイコ / ノックアウト / TALEN / ゲノム編集 / 幼若ホルモン / 脱皮 / 変態
研究概要

平成25年度は、JH生合成遺伝子JHAMTおよびJH受容体Met1, Met2遺伝子のノックアウトカイコの作出・系統樹立に成功し、着実に本課題を遂行することができた。
1. "JHフリー"のカイコの解析:カイコのJH生合成遺伝子JHAMTのノックアウトに成功し、JHAMTノックアウト系統を樹立した。JHAMT変異体では既存のCYP15C1変異体と同様に、早熟変態が起きることが判明した。また、JHAMTとCYP15C1のダブルミュータント系統も樹立し、"JHフリー"カイコを作出することができた。
2. JH受容体ノックアウトカイコの解析:カイコのJH受容体遺伝子Met1, Met2遺伝子のノックアウト系統の樹立に成功した。Met1, Met2シングルノックアウト系統について表現型解析を行った。また、Met1, Met2ダブルノックアウト系統も樹立した。
3. "competence"獲得メカニズムの解析:H25年度の結果から、(1) カイコの胚発生においてJHはほとんど役割を果たしておらず、JHまたはJH受容体が無くても胚子発生は正常に進むこと、(2) "JHフリー"のノックアウト系統、およびJH受容体ノックアウトカイコにおいても、1齢、2齢幼虫は蛹変態をしないことが判明した。このことは、カイコの若齢期においては、JH以外にも別の蛹変態を抑制する因子が存在する可能性、あるいは、competenceを付与する"competence factor"が存在し、その効果は3齢期以降でないと表れない可能性を示唆している。
4. TALENを用いたノックアウトカイコ作出法について、そのプロトコルを効率化することができた。

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

平成25年度のまず第一の目標としていた、JH生合成遺伝子JHAMTおよびJH受容体Met1, Met2遺伝子のノックアウトカイコの作出・系統樹立に成功した。得られたノックアウト系統の表現型解析も着実に遂行できている。本研究課題の遂行の過程で、TALENを用いたノックアウトカイコ作出法の高度化を図り、完全に実用レベルにのせることができた。

今後の研究の推進方策

平成25年度に作出したノックアウト系統を用いて、幼若ホルモンシグナリングの全容解明と、若齢期における幼若ホルモンの役割の解明について、引き続き本課題を遂行する。
平成26年度中には表現型解析を完了させ、できるだけ早いうちに投稿論文としてまとめたい。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Hormonal regulation and developmental role of Kruppel homolog 1, a repressor of metamorphosis, in the silkworm Bombyx mori2014

    • 著者名/発表者名
      Kayukawa T, Murata M, Kobayashi I, Muramatsu D, Okada C, Uchino K, Sezutsu H, Kiuchi M, Tamura T, Hiruma K, Ishikawa Y, Shinoda T
    • 雑誌名

      Developmental Biology

      巻: 388 ページ: 48-56

    • DOI

      doi: 10.1016/j.ydbio.2014.01.022.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Importance of juvenile hormone signaling arises with competence of insect larvae to metamorphose2014

    • 著者名/発表者名
      Smykal V, Daimon T, Kayukawa T, Takaki K, Shinoda T, Jindra M
    • 雑誌名

      Developmental Biology

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      doi: 10.1016/j.ydbio.2014.03.006.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recent progress in genome engineering techniques in the silkworm, Bombyx mori2014

    • 著者名/発表者名
      Daimon T, Kiuchi T, Takasu Y
    • 雑誌名

      Development Growth and Differentiation

      巻: 56 ページ: 14-25

    • DOI

      doi: 10.1111/dgd.12096.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determination by LC-MS of juvenile hormone titers in hemolymph of the silkworm, Bombyx mori2013

    • 著者名/発表者名
      Furuta K, Ichikawa A, Murata M, Kuwano E, Shinoda T, Shiotsuki T
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology and Biochemistry

      巻: 77 ページ: 988-991

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient TALEN construction for Bombyx mori gene targeting2013

    • 著者名/発表者名
      Takasu Y, Sajwan S, Daimon T, Osanai-Futahashi M, Uchino K, Sezutsu H, Tamura T, Zurovec M
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 8 ページ: e73458

    • DOI

      doi: 10.1371/journal.pone.0073458

    • 査読あり
  • [学会発表] Hormonal regulation of Kruppel homolog 1 and its mechanisms repressing metamorphosis in the silkworm Bombyx mori2013

    • 著者名/発表者名
      Shinoda T, Sezutsu H, Kayukawa T
    • 学会等名
      Insect Hormones (19th Ecdysone) International Workshop
    • 発表場所
      ミネソタ大学
    • 年月日
      20130721-20130726
  • [学会発表] Development of competence to undergo metamorphosis2013

    • 著者名/発表者名
      Smykal V, Daimon T, Kayukawa T, Takaki K, Shinoda T, Jindra M
    • 学会等名
      Insect Hormones (19th Ecdysone) International Workshop
    • 発表場所
      ミネソタ大学
    • 年月日
      20130721-20130726
  • [学会発表] A novel Halloween gene noppera-bo encodes a glutathione S-transferase essential for ecdysteroid biosynthesis in the prothoracic gland2013

    • 著者名/発表者名
      Enya S, Shimada-Niwa Y, Igarashi F, Iga M, Kataoka H, Fujimoto Y, Shinoda T, Niwa R
    • 学会等名
      Insect Hormones (19th Ecdysone) International Workshop
    • 発表場所
      ミネソタ大学
    • 年月日
      20130721-20130726
  • [学会発表] 生物合理的殺虫剤の標的としての幼若ホルモン関連分子

    • 著者名/発表者名
      篠田徹郎・大門高明・古田賢次郎・粥川琢巳
    • 学会等名
      日本農薬学会第39回大会
    • 発表場所
      京都大学
    • 招待講演
  • [学会発表] PTTHノックアウトカイコにおける発育異常

    • 著者名/発表者名
      内堀美和・大門高明・瀬筒秀樹・篠田徹郎
    • 学会等名
      第58回日本応用動物昆虫学会
    • 発表場所
      高知大学
  • [学会発表] カイコのゲノム編集とJH研究への展開

    • 著者名/発表者名
      大門高明
    • 学会等名
      第58回日本応用動物昆虫学会
    • 発表場所
      高知大学
  • [学会発表] 前胸腺刺激ホルモン遺伝子ノックアウトカイコの作出

    • 著者名/発表者名
      内堀美和・大門高明・瀬筒秀樹・篠田徹郎
    • 学会等名
      日本蚕糸学会第84回大会
    • 発表場所
      日本大学
  • [学会発表] ノックアウトカイコを用いたJHシグナリングの解析

    • 著者名/発表者名
      大門高明・中尾肇・内堀美和・瀬筒秀樹・篠田徹郎
    • 学会等名
      日本蚕糸学会第84回大会
    • 発表場所
      日本大学
  • [図書] 実験医学別冊 最強のステップUPシリーズ「今すぐ始めるゲノム編集」2014

    • 著者名/発表者名
      大門高明
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      羊土社

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公開日: 2015-05-28  

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