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2016 年度 実績報告書

新規ゲノム改変技術の応用による不完全変態昆虫における形態形成のゲノム基盤解明

研究課題

研究課題/領域番号 26292176
研究機関徳島大学

研究代表者

三戸 太郎  徳島大学, 大学院生物資源産業学研究部, 准教授 (80322254)

研究分担者 渡辺 崇人  徳島県立農林水産総合技術支援センター(試験研究部), 資源環境研究課, 研究員 (30709481)
友成 さゆり  徳島大学, 大学院理工学研究部, 技術専門職員 (40448345)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード遺伝子ノックアウト
研究実績の概要

前年度までに確立した遺伝子ノックイン技術を利用した遺伝子ノックアウト系統の樹立や表現型解析をさらに進め,複数の発生関連遺伝子の機能を明らかにした。特に, even-skippedやHox遺伝子の機能を詳細に解析した。コオロギにおいてeven-skippedは,前頭部以外のすべての体節の形成に関与していることを示した。コオロギeven-skipped遺伝子の機能は他の短胚型昆虫で示されている機能と共通する部分があり,ショウジョウバエなどより祖先的な機能を有していると考えられる。また,ゲノム編集で標的とするエクソンによって表現型が異なるケースを見出した。選択的スプライシングが関わっている可能性が考えられ,解析を進めている。複数の転写産物の機能を個別に調べるために,ゲノム編集技術が有効であることが示唆される。abdominal-Aについて,前年度までに見出されていたノックアウト変異体の腹部に形成される付属肢様の構造について,詳しく解析した。付属肢のマーカー遺伝子発現などを調べた結果,脚での発現パターンと対応することが示され,付属肢様構造が脚の原基であることが示唆された。また,付属肢様構造の形成に腹部体節間で違いがあり,後部の数体節でより発達した構造が形成されていることが明らかとなった。他のHox遺伝子との協調作用が腹部体節間で異なっていることを反映していると考えられる。他の昆虫との比較から,abdominal-A遺伝子のコオロギにおける機能はより派生的な種よりも腹部形成への関与の度合いが高い可能性が考えられた。一方,遺伝子ノックイン技術を応用し,遺伝子のプロモーター領域にGFP発現カセットを導入する実験を行った。インジェクション当代でのノックインイベントを検出することができ,内因性のエンハンサーを利用した遺伝子機能解析につながる基礎的な成果を得た。

現在までの達成度 (段落)

28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

28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

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Gene knockout by targeted mutagenesis in a hemimetabolous insect, the two-spotted cricket Gryllus bimaculatus, using TALENs2016

    • 著者名/発表者名
      Watanabe T, Noji S and Mito T
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 1388 ページ: 143-145

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-2932-0_12

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] TGF-β signaling in insects regulates metamorphosis via juvenile hormone biosynthesis2016

    • 著者名/発表者名
      Ishimaru Y, Tomonari S, Matsuoka Y, Watanabe T, Miyawaki K, Bando T, Tomioka K, Ohuchi H, Noji S, Mito
    • 雑誌名

      Proc Nati Acad Sci USA

      巻: 113 ページ: 5634-5639

    • DOI

      10.1073/pnas.1600612113

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] even-skipped is required for segmentation and elongation of embryos in the cricket Gryllus bimaculatus as revealed by CRISPR/Cas9-based gene knock-out2017

    • 著者名/発表者名
      Yu-ki Nakamura, Kohei Kawamoto, Sayuri Tomonari, Mayuko Matsuda, Takahito Watanabe, Yoshiyasu Ishimaru, Natsuki Uemura, Sumihare Noji, Taro Mito
    • 学会等名
      第50回日本発生生物学会年会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都・江戸川区)
    • 年月日
      2017-05-10 – 2017-05-13
  • [学会発表] Functional analysis of a Hox gene, abdominal-A, in the cricket Gryllus bimaculatus using a CRISPR/Cas9-mediated gene knock-in system2017

    • 著者名/発表者名
      Mayuko Matsuda, Yuji Matsuoka, Yoshiyasu Ishimaru, Sayuri Tomonari, Takahito Watanabe, Sumihare Noji, Taro Mito
    • 学会等名
      第50回日本発生生物学会年会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都・江戸川区)
    • 年月日
      2017-05-10 – 2017-05-13
  • [学会発表] モデル昆虫(コオロギ)を用いた研究におけるゲノム編集技術の活用2016

    • 著者名/発表者名
      三戸太郎
    • 学会等名
      第3回日本生物工学会西日本支部講演会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県徳島市)
    • 年月日
      2016-12-10 – 2016-12-10
    • 招待講演
  • [学会発表] 直翅目昆虫フタホシコオロキにおけるゲノム編集2016

    • 著者名/発表者名
      三戸太郎
    • 学会等名
      第87回日本動物学会大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県・宜野湾市)
    • 年月日
      2016-11-17 – 2016-11-19
    • 招待講演
  • [学会発表] Genome editing in the cricket Gryllus bimaculatus2016

    • 著者名/発表者名
      Taro Mito
    • 学会等名
      XXV International Congress of Entomology
    • 発表場所
      Orland (USA)
    • 年月日
      2016-09-25 – 2016-09-30
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] even-skipped acts principally as a gap gene in the cricket Gryllus bimaculatus as revealed by CRISPR/Cas9-based gene knockout analysis2016

    • 著者名/発表者名
      Kohei Kawamoto, Sayuri Tomonari, Yuji Matsuoka, Takahito Watanabe, Yoshiyasu Ishimaru, Sumihare Noji, Taro Mito
    • 学会等名
      JSDB Special Symposium: Frontier of Developmental Biology Hosted by JSDB
    • 発表場所
      東京大学(東京都・文京区)
    • 年月日
      2016-06-02 – 2016-06-02
  • [図書] The cricket as a model organism2017

    • 著者名/発表者名
      Horch, H.W., Mito, T., Popadic, A., Ohuchi, H., Noji, S eds.
    • 総ページ数
      376 (327-370)
    • 出版者
      Springer
  • [図書] Genome Editing in Animals2017

    • 著者名/発表者名
      Watanabe T. Noji S. Mito T (Hatada I ed.)
    • 総ページ数
      印刷中
    • 出版者
      Springer

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公開日: 2018-01-16  

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