2022 Fiscal Year Research-status Report

真珠形成における遺伝子発現調節機構を1細胞レベルで解明する

Research Project

Project/Area Number	22K05825
Research Institution	Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University
Principal Investigator	竹内猛沖縄科学技術大学院大学, マリンゲノミックスユニット, スタッフサイエンティスト (60599231)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords	シングルセルRNA-seq / シングルセルATAC-seq / トランスクリプトーム / バイオミネラリゼーション / アコヤガイ / 真珠
Outline of Annual Research Achievements	アコヤガイによって作られる養殖真珠は日本でもっとも重要な水産資源の一つである。本研究では、真珠形成に関わる遺伝子発現調節機構を１細胞レベルで解明することを目指す。本年度は、アコヤガイ外套膜の1細胞ATAC-seq解析にむけて、外套膜の細胞分離手法を確立した。カルシウム・マグネシウムフリーの海水等張液中での攪拌処理や、様々な種類のプロテアーゼ処理の条件検討を行い、外套膜細胞を生きた状態で１細胞に分離するプロトコルを作成した。さらに、シングルセルRNA-seqライブラリ作成およびシーケンスにより、１細胞ごとの遺伝子発現プロファイルを取得することに成功した。遺伝子発現プロファイルに基づいてクラスタリングを行い、貝殻形成に関わると考えられる細胞の同定できることを確認した。また、外科的に分離した外套膜組織には貝殻形成関連遺伝子を全く発現しておらず、貝殻形成には関与していない細胞群が含まれることを確認した。また、遺伝子や遺伝子発現調節領域の同定に必要不可欠である、アコヤガイの高精度リファレンスゲノムを構築した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 外套膜細胞のシングルセルDNAシーケンスは前例のない実験であったため、本研究の最も大きな技術的課題であると想定していたが、本年度の研究によって実験プロトコルを確立することができた。本年度に得られた１細胞レベルのトランスクリプトームデータは、外套膜組織による貝殻・真珠形成メカニズムを理解する上で極めて有用である。
Strategy for Future Research Activity	今年度で確立した細胞分離およびシングルセルDNAシーケンス手法を用い、scATAC-Seqを実施する。本年度のシングルセルトランスクリプトームデータと合わせて解析を行い、真珠・貝殻形成細胞で特異的に働く転写因子や、転写調節領域の特定を目指す。
Causes of Carryover	試薬の購入とサンプリングの旅費が抑えられたため。差額は次年度の試薬購入に充てる予定である。