2021 Fiscal Year Annual Research Report

Molecular basis underlying color pattern diversification through chromosomal inversions within a single gene

Research Project

Project/Area Number	20H03003
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	安藤俊哉京都大学, 白眉センター, 特定准教授 (10709744)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	藤本章晃岩手大学, 農学部, 特任助教 (10868102) 佐原健岩手大学, 農学部, 教授 (30241368) 新美輝幸基礎生物学研究所, 進化発生研究部門, 教授 (00293712)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	ナミテントウ / 染色体逆位 / エピジェネティクス / ゲノム編集
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、単一遺伝子の染色体逆位がいかにして表現型の多様化をもたらすのかに着目し、その背景にある分子基盤の解明を目的とした。今年度は、前年度に続きナミテントウの斑紋の多様化に寄与するpannier遺伝子座で生じた染色体逆位領域の周辺のエピゲノム情報の収集とゲノム編集による機能解析系の確立を推進した。まずCRISPR-Cas9を用いて、解析に用いるノックアウト系統及びトランスジェニック系統の作出を進めた。系統樹立に想定以上に時間を要したものの、解析に用いる一部の系統の樹立に成功した。さらに、染色体逆位領域の周辺のエピゲノム情報の収集の為のサンプル調製（蛹の翅組織からの核抽出・次世代シークエンス解析ライブラリーの調製）の検討を進めた。検討の結果、解析に用いるナミテントウの組織中に含まれる大量の夾雑物が解析を妨げることが判明し、その除去法の条件検討を進めた。その結果、染色体逆位によって引き起こされたエピジェネティック修飾情報の変化の推定と機能解析を進めるサンプルの準備が整った。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 4: Progress in research has been delayed. Reason ナミテントウのノックアウト系統及びトランスジェニック系統の作出に想定以上に時間がかかった。さらに、蛹の翅におけるpannier遺伝子座のエピジェネティクス情報の取得のためのサンプル調製プロトコールを最適化する必要が生じた。以上の影響により、計画していた次世代シークエンス解析まで実験が進まなかった為。
Strategy for Future Research Activity	次世代シークエンスに必要な残りの遺伝子組換えナミテントウ系統を作出するとともに、作出が完了した系統及び最適化したプロトコールを用いてナミテントウの翅のエピジェネティク修飾情報を取得する次世代シークエンス解析を完了する。得られた結果に基づき、pannier遺伝子座において生じた遺伝子変異がナミテントウの斑紋進化に与えた影響を明らかにする。