新奇な構造を持つSOD遺伝子のドーパミン生合成の制御メカニズムの解明

新型结构的SOD基因阐明多巴胺生物合成的控制机制

基本信息

批准号：
19J21971
负责人：
西子まあや
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

新奇な構造を持つコクヌストモドキSOD遺伝子（TcSOD6遺伝子）は、脊椎動物における細胞外分泌型SOD（EC-SOD、SOD3）と同じ起源遺伝子をもつ、昆虫で進化してきた遺伝子であることが推察された。またTcSOD6遺伝子の機能は、神経筋接合が再構築される時期に必要であることが明らかとなった。コクヌストモドキの発育過程におけるTcSOD6遺伝子の挙動を調べると、蛹期の後半において発現が顕著に増加する。また、蛹の時期にTcSOD6遺伝子の機能を抑制すると、コクヌストモドキの成虫は、脚を正常に動かせなくなる。このメカニズムを明らかにするために、TcSOD6遺伝子の機能を抑制した個体の脚の内部構造を詳しく観察した。また、TcSOD6のタンパク質レベルでの発現を検討した。さらに、TcSOD6が蛹期に関与する分子メカニズムを解明するために、トランスクリプトーム解析によって、発現が変動した遺伝子を調べた。電子顕微鏡により、コクヌストモドキの脚の神経を観察すると、TcSOD6遺伝子の機能を抑制したコクヌストモドキは、正常な神経軸索形成が阻害されていた。この変化は、TcSOD6遺伝子の機能を抑制したコクヌストモドキに共通して見られた。コクヌストモドキ蛹の体液タンパク質および全身を使った抽出タンパク質を用いて、タンパク質の発現を解析すると、TcSOD6は蛹体液中に分泌されていることが明らかとなった。コクヌストモドキ脚部のパラフィン切片の免疫染色によって、TcSOD6の局在を検討すると、脚部筋肉の周辺に局在することが明らかとなった。昆虫の変態において、神経筋接合が再構築される仕組みは、現在でもその分子機構を明らかにするために多くの研究が行われている。本研究が更に進展すれば、昆虫が諸刃の剣である活性酸素を蛹化開始の分子機構に組み込み、進化・繁栄してきた理由に迫ることができる。

具有新的奇怪结构的Kokunus modoki Sod基因（TCSOD6基因）被认为是在昆虫中进化的基因，脊椎动物中具有相同的原始基因（EC-SOD，SOD3）。还揭示了当神经肌肉重建时，TCSOD6基因的功能是必要的。研究TCSOD6基因在Kokunus modoki的开发过程中的行为，在PUPA时期的下半年，表达显着增加。同样，如果在PUPA时期抑制TCSOD6基因的功能，则Kokunus Modoki的成年人将无法正常移动腿部。为了阐明这种机制，我们观察到抑制TCSOD6基因功能的单个腿的内部结构。此外，我们检查了TCSOD6在蛋白质水平上的表达。此外，为了阐明pupa时期涉及TCSOD6的分子机制，转录组分析检查了其表达波动的基因。正常的神经源性障碍形成抑制了抑制TCSOD6基因功能的电子显微镜的Kokunus modoki观察到Kokunus modoki腿神经的神经。这种变化对于Kokunus modoki来说是常见的，它抑制了TCSOD6基因的功能。使用Kokunus modoki pupae的体液蛋白和使用全身提取的蛋白质分析蛋白质的表达，很明显TCSOD6在pupae溶液中分泌。通过在Kokunus modoki腿中切割的石蜡切割的免疫原性染料检查TCSOD6的局部区域，据透露它将位于腿部肌肉周围。在昆虫的变形中，仍在进行大量研究以揭示重建神经肌肉的分子机制。如果这项研究进一步进行，则昆虫将活性氧（是双刃剑）掺入开始化合体的分子机制的原因，并接近发展和繁荣的原因。