2022 Fiscal Year Research-status Report
４色型色覚特異的マイクロRNAから探る色覚の制御と進化
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21K19280
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
日下部 岳広 甲南大学, 理工学部, 教授 (40280862)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Keywords | ４色型色覚 / マイクロRNA / 錐体視細胞 / メダカ / 色覚進化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
４色型の色覚をもつ鳥類や魚類の網膜の錐体視細胞で特異的に発現するマイクロRNA（miR-726）について、前年度に引き続き、脊椎動物ゲノムの網羅的な調査を行うとともに、miR-726ノックアウトメダカを作製し、ノックアウトメダカ系統と野生型系統の比較解析を行った。以下に、それぞれの解析について具体的に述べる。
脊椎動物ゲノムの網羅的な調査：脊椎動物全体に関してゲノム中のmiR-726の有無、構造、オプシン遺伝子など色覚に関わる遺伝子の構成等について網羅的な解析を行った。特に、生態、生理、形態の多様性が顕著な硬骨魚類に関しては、新たに公開されたゲノムも含め、広範かつ詳細な調査を行い、miR-726の喪失やシード配列の変異が、いくつかの系統で独立に生じていること、それらが生態的な特徴と関連付けられる可能性があることを見出した。
miR-726欠損個体の作製と解析： CRISPR/Cas9ゲノム編集法によりmiR-726欠損メダカ系統の作製を行い、前年度には得られていなかったmiR-726配列を完全に欠損したメダカ系統を得ることができた。野生型メダカとmiR-726欠損メダカ系統の網膜における遺伝子発現（トランスクリプトーム）と組織学的形態の比較解析を行った。miR-726欠損網膜ににおいて、明順応・暗順応に異常が生じている可能性を示唆する結果が得られた。マイクロRNAは、直接的には転写ではなく転写後調節に作用すると考えられるため、野生型およびロドプシン遺伝子欠損メダカ網膜を用いて予備的なプロテオーム解析を行なった。また、行動解析を行うための実験装置を作製し、野生型メダカおよびオプシン遺伝子欠損メダカを用いて視覚機能に関する予備実験に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画に沿った解析を実施し、興味深い新知見が得られている。全ゲノム配列が解読された脊椎動物種が今年度さらに多数追加されたため、比較ゲノムによるより詳細な解析が可能となった。新しい解析手法として、プロテオーム解析と行動解析を取り入れ、これらの手法を用いた解析が軌道に乗りつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
遺伝子発現レベルおよび組織学的解析に加え、2022年度に新たに導入することができたプロテオーム解析と行動解析を駆使して、ノックアウト系統と野生型の視覚機能の比較解析を行う。新たに得られた変異メダカを用いた解析に加え、さまざまな脊椎動物で見出されたmiR-726変異のメダカモデルを用いた再現実験、miR-726のシード配列に変異が生じているニワトリ等について、網膜の遺伝子発現や細胞構成、色覚機能の解析を行う。
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| Causes of Carryover |
当初見込みより多くの種のゲノム配列情報およびトランスクリプトーム情報が公開されたため、解析の順序を入れ替え情報学的解析を優先して行い、これらの結果を受けて行う一部の実験解析を計画を変更して次年度に行うこととした。また見込みより多くの変異体系統が得られ、解析に当初計画よりも時間を要するため。
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