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2017 年度 実績報告書

ミジンコの性決定を制御する長鎖ノンコーディングRNAの作動装置の解明

公募研究

研究領域ノンコーディングRNAネオタクソノミ
研究課題/領域番号 17H05602
研究機関大阪大学

研究代表者

加藤 泰彦  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60415932)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワード長鎖ノンコーディングRNA / 性決定 / ミジンコ / ダブルセックス遺伝子
研究実績の概要

我々はこれまでにオオミジンコの性をオスに決定するダブルセックス1(Dsx1)遺伝子の活性化メカニズムの解析を行い、Dsx1のノンコーディングエキソンとオーバーラップするようにオス特異的に転写され、Dsx1遺伝子を活性化する長鎖ノンコーディングRNA、DAPALRを発見した。さらに我々はDAPALRのDsx1活性化エレメントはDsx1とオーバラープする205塩基であることをin vivoで明らかにし、このエレメントにRNA結合タンパク質が結合しDsx1活性化マシナリーが形成されているという仮説を提唱した。この仮説を検証する為に、平成29年度はミジンコ個体から調製したタンパク質抽出液を用いて活性化エレメントに結合するタンパク質の候補を複数リストアップすることに成功した。候補タンパク質の遺伝子発現に性差が認められなかったことから、DAPALR依存的にRNA結合タンパク質がオス特異的なDsx1活性化能を持つようになることが示唆された。
一方で、標的遺伝子の近傍から発現する長鎖ノンコーディングRNAは、標的遺伝子と同様の遺伝子発現制御を受けることが知られているため、Dsx1の発現を活性化する幼若ホルモン及び転写因子ヴリルがDAPALRの活性化に必要か否かを解析した。RNA干渉、変異導入実験等を行うことにより、DAPALRはDsx1と同様にDsx1遺伝子上流のエンハンサー領域に存在するヴリル結合部位を介して幼若ホルモンにより制御されていることが明らかとなった。

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

DAPALRに結合するタンパク質の候補を複数同定できたことに加えて、DAPALRが幼若ホルモン及び転写因子ヴリルにより制御されることを明らかにできたため

今後の研究の推進方策

平成29年度に見出したDsx1活性化エレメント結合タンパク質の候補の解析を進める。まず、in vitroでDAPALRへの結合の特異性を確認後、候補遺伝子の機能解析を行うためにCrispr/Casシステムを用いてノックアウト個体を作出する。変異体にオスの仔を産ませる条件で幼若ホルモンのアゴニストであるフェノキシカルブを曝露し、性決定への関与を確認する。変異が致死性の場合は、RNA干渉も検討する。さらに、RNA免疫沈降法とRNA-Seqを組み合わせたRIP-Seqを行うことによりタンパク質に結合する長鎖ノンコーディングRNAをリストアップする。そして、見出したRNAの機能解析を行うことでDAPALRの遺伝子活性化メカニズムが他のRNAでも共有されているか否かを明らかにする。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Tryptophan hydroxylase (TRH) loss of function mutations induce growth and behavioral defects in Daphnia magna2018

    • 著者名/発表者名
      Rivetti Claudia、Campos Bruno、Pina Benjamin、Raldua Demetrio、Kato Yasuhiko、Watanabe Hajime、Barata Carlos
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 ページ: 1518

    • DOI

      10.1038/s41598-018-19778-0

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Microbiota inoculum composition affects holobiont assembly and host growth in Daphnia2018

    • 著者名/発表者名
      Martijn Callens、Hajime Watanabe、Yasuhiko Kato、Jun Miura、Ellen Decaestecker
    • 雑誌名

      Microbiome

      巻: 6 ページ: 56

    • DOI

      10.1186/s40168-018-0444-1

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of symbiotic bacteria on chemical sensitivity of Daphnia magna2017

    • 著者名/発表者名
      Manakul Patcharaporn、Peerakietkhajorn Saranya、Matsuura Tomoaki、Kato Yasuhiko、Watanabe Hajime
    • 雑誌名

      Marine Environemental Research

      巻: 128 ページ: 70~75

    • DOI

      10.1016/j.marenvres.2017.03.001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] CRISPR/Cas-mediated knock-in via non-homologous end-joining in the crustacean Daphnia magna2017

    • 著者名/発表者名
      Kumagai Hitoshi、Nakanishi Takashi、Matsuura Tomoaki、Kato Yasuhiko、Watanabe Hajime
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 12 ページ: e0186112

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0186112

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mapping the expression of the sex determining factor Doublesex1 in Daphnia magna using a knock-in reporter2017

    • 著者名/発表者名
      Nong Quang Dang、Mohamad Ishak Nur Syafiqah、Matsuura Tomoaki、Kato Yasuhiko、Watanabe Hajime
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 13521

    • DOI

      10.1038/s41598-017-13730-4

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Co-option of the bZIP transcription factor Vrille as the activator of Doublesex1 in environmental sex determination of the crustacean Daphnia magna2017

    • 著者名/発表者名
      Mohamad Ishak Nur Syafiqah、Nong Quang Dang、Matsuura Tomoaki、Kato Yasuhiko、Watanabe Hajime
    • 雑誌名

      PLoS Genetics

      巻: 13 ページ: e1006953

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1006953

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a bicistronic expression system in the branchiopod crustacean Daphnia magna2017

    • 著者名/発表者名
      Kumagai Hitoshi、Matsuura Tomoaki、Kato Yasuhiko、Watanabe Hajime
    • 雑誌名

      Genesis

      巻: 55 ページ: e23083

    • DOI

      10.1002/dvg.23083

    • 査読あり
  • [学会発表] オオミジンコの周期性単為生殖における環境依存的な性決定メカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      加藤泰彦、Quang Dang Nong、Nur Syafiqah Mohamad Ishak、渡邉肇
    • 学会等名
      日本動物学会第88回大会
    • 招待講演
  • [学会発表] ミジンコの環境依存的な性決定を制御する長鎖非コードRNA2017

    • 著者名/発表者名
      加藤泰彦、Christelle Alexa Pelez、Nong Dang Quang、渡邉肇
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 招待講演
  • [学会発表] オオミジンコにおけるCas9タンパク質を用いた高効率な遺伝子破壊法と遺伝子導入法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      熊谷仁志、中西貴士、松浦友亮、加藤泰彦、渡邉肇
    • 学会等名
      第2回ゲノム編集学会
  • [学会発表] オオミジンコにおける眼の色素遺伝子 scarletの遺伝子組み換えマーカーとしての検討2017

    • 著者名/発表者名
      Nur Izzatur Binti Ismail、加藤泰彦、松浦友亮、渡邉肇
    • 学会等名
      第2回ゲノム編集学会
  • [学会発表] TALEN を利用した非相同末端結合によるオオミジンコゲノムへのエストロゲンバイオセンサーの導入2017

    • 著者名/発表者名
      Torner Kerstin、加藤泰彦、渡邉肇
    • 学会等名
      第2回ゲノム編集学会
  • [備考] 世界初!光るミジンコを使って環境により性が決まる仕組みを解明

    • URL

      http://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2017/20171103_1

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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