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2014 年度 実施状況報告書

パーキンソン病原因遺伝子DJ-1が関与する尿酸合成系路の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26450465
研究機関東京農工大学

研究代表者

天竺桂 弘子  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 講師 (80434190)

研究分担者 坊農 秀雅  大学共同利用機関法人情報・システム研究機構, ライフサイエンス統合データベースセンター, 准教授 (20364789)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードカイコガ / 尿酸 / DJ-1 / 酸化ストレス
研究実績の概要

カイコガ(Bombyx mori)の幼虫には油蚕(あぶらこ)と呼ばれている尿酸代謝に異常を持つ変異体が存在する。申請者はドパミンを合成に必須であるチロシンハイドロキシラーゼの脳内発現量が著しく低下し、体が震える、食欲および性欲低下の異常行動を示すこれまでの油蚕とは一線を画す変異体系統opを発見した。

申請者は昨年度、カイコガ変異体 opおよび野生型の超並列(次世代)シーケンサーHiseq 2500での全ゲノム配列および各組織におけるRNA-seq解析を実施した。op変異体には油の形質に個体差があることが申請者等の先の研究で明らかになっている。そこでカイコガ幼虫1個体より主要な組織(中腸、絹糸腺、マルピギー管、精巣、卵巣)を摘出し、RNAの精製を試みたところRNA-seq解析ライブラリーの準備のために十分な量のRNAを得ることができなかった。そこで、RNAの精製手法を一部改変し、ライブラリー作製に臨んだため、この準備に時間を要した。続いてカイコガ変異体opならびに野生型のゲノムサンプルおよびRNA-seq解析を行い、分担研究者が配列解析ならびにデータベース作成を行った。

本研究の目的はカイコ変異体opの野生型とは異なるゲノム上の違いを見出し、原因遺伝子を確定することであるが、当初の予定では全ゲノム配列解析においてすでにリリースされているリファレンス配列データを用い、迅速にゲノム上の違いを見いだせる予定であった。ところが、実際に解析データをマッピングしてみると、野生型ゲノム配列の約半分程度しか当てはまらず、リファレンスデータとの間に大きな差があることが明らかになった。そこで、配列解析方法を既存の手法から変更するとともにopゲノムのポジショナルクローニングで23番染色体上にあるとされる候補部位を絞込み、新たに作成し直したデータベースとの照合から原因遺伝子を同定する手法に変更し、本年度も継続して配列解析を遂行することとする。

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

新型シーケンサーによる遺伝子解析および遺伝子発現解析が終了し、配列データ解析もおおむね順調に進むとともに、原因遺伝子が存在する部位周辺のデータ情報も得ているため。

今後の研究の推進方策

本年度は配列解析方法を既存の手法から変更する。また、opゲノムのポジショナルクローニングも同時に行い、23番染色体上にあるとされる候補部位を絞込む。現段階では23番染色体上の候補部位には生物資源研が作成したカイコガデータベース上には4つの遺伝子しかマップされていないが、RNA-seqのデータをマッピングすることで新たに作成し直したデータベースとの照合から原因遺伝子を同定する手法に変更する。従って本年度も継続して配列解析を遂行することとする。

また、DJ-1と尿酸合成経路の検討のため、DJ-1のノックダウンしたカイコガ系統の作製方法を検討中である。培養細胞を用いた実験ではおおむね良好な結果が得られているので、本年度は個体においてDJ-1をノックダウンした系統を作製する予定である。

次年度使用額が生じた理由

ゲノムおよびトランスクリプト解析に使用するためのハードディスクが購入予定額よりも安価で購入することが可能となったため、次年度使用額が生じた。

次年度使用額の使用計画

遺伝子工学実験用消耗品として使用する予定である。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Superoxide Dismutases, SOD1 and SOD2, Play a Distinct Role in the Fat Body during Pupation in Silkworm Bombyx mori.2015

    • 著者名/発表者名
      Nojima Y, Ito K, Ono H, Nakazato T, Bono H, Yokoyama T, Sato R, Suetsugu Y, Nakamura Y, Yamamoto K, Satoh J, Tabunoki H, Fugo H.
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 10 ページ: e0116007

    • DOI

      10.1371

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Affinity maturation of Cry1Aa toxin to the Bombyx mori cadherin-like receptor by directed evolution based on phage display and biopanning selections of domain II loop 2 mutant toxins.2014

    • 著者名/発表者名
      Endo H, Kobayashi Y, Hoshino Y, Tanaka S, Kikuta S, Tabunoki H, Sato R.
    • 雑誌名

      Microbiology Open

      巻: 3 ページ: 568-577

    • DOI

      10.1002

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] カイコガエノラーゼのcDNAクローニングおよび特性解析2015

    • 著者名/発表者名
      菊地 晃・伊藤克彦・横山 岳・天竺桂弘子
    • 学会等名
      第1回蚕糸・昆虫機能利用関東地区学術講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-02-25 – 2015-02-25
  • [学会発表] 新規SODモチーフを有するカイコガタンパク質の配列および組織分布の解析2015

    • 著者名/発表者名
      小林祐太・野島陽水・伊藤克彦・横山 岳・天竺桂弘子
    • 学会等名
      第1回蚕糸・昆虫機能利用関東地区学術講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-02-25 – 2015-02-25
  • [学会発表] カイコ培養細胞でのBmDJ-1を標的としたRNAi法の検討2015

    • 著者名/発表者名
      安楽尚也・伊藤克彦・横山 岳・天竺桂弘子
    • 学会等名
      第1回蚕糸・昆虫機能利用関東地区学術講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-02-25 – 2015-02-25
  • [学会発表] カイコガおよびブルーベリーにおける医薬品シードとなる有用成分の探索2015

    • 著者名/発表者名
      福澤 侃・木下 薫・伊藤克彦・横山 岳・小山清隆・荻原 勲・天竺桂弘子
    • 学会等名
      第1回蚕糸・昆虫機能利用関東地区学術講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-02-25 – 2015-02-25
  • [学会発表] カイコガABCトランスポーターABCB,ABCCのmRNA発現解析2015

    • 著者名/発表者名
      市野史佳・伊藤克彦・横山 岳・天竺桂弘子
    • 学会等名
      第1回蚕糸・昆虫機能利用関東地区学術講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-02-25 – 2015-02-25
  • [学会発表] Identification of key uric acid synthesis pathway in a unique mutant silkworm Bombyx mori.,2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroko Tabunoki, Katsuhiko Ito, Takeshi Yokoyama, Hidemasa Bono and Hajime Fugo
    • 学会等名
      Seventh international symposium on molecular insect science
    • 発表場所
      アムステルダム、オランダ
    • 年月日
      2014-07-13 – 2014-07-16
  • [学会発表] 比較ゲノム学的手法を用いた昆虫ヒト疾患モデル系の開発2014

    • 著者名/発表者名
      天竺桂弘子
    • 学会等名
      塩基配列データアーカイブをフル活用するための大規模データ解析技術開発研究会
    • 発表場所
      静岡
    • 年月日
      2014-06-27 – 2014-06-27
    • 招待講演
  • [図書] 今日から使えるデータベース・ウェブツール”GOLD様々な生物種のゲノム配列解読情報を集めたデータベース”2014

    • 著者名/発表者名
      内藤雄樹、高木利久、中村保一、片山俊明、粕川雄也、坊農秀雅、岩崎歩、伊藤真和吏、天竺桂弘子、小野浩雅、小笠原理ほか55名
    • 総ページ数
      246 (70-71)
    • 出版者
      羊土社
  • [備考] 昆虫は可能性の宝庫ー昆虫からはじまる新しいサイエンス!ー

    • URL

      http://kenkyu-web.tuat.ac.jp/Profiles/47/0004680/profile.html

URL: 

公開日: 2016-05-27  

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