Tissue specific polyploidy in insects: underlying mechanisms and functional significances

昆虫组织特异性多倍体：潜在机制和功能意义

• 批准号: 22K14901
• 负责人: 野崎 友成
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14901/
• 关键词: 組織特異的倍数化; シングルセルレベル解析; 細胞内共生; 真社会性昆虫; 組織特異的倍数化; シングルセルレベル解析; 細胞内共生; 真社会性昆虫

倍数化した細胞は、多細胞生物の代謝が活発な組織において頻繁に見いだされるが、細胞の倍数化と遺伝子発現の関係について定量的研究は非常に少ない。本研究は、昆虫の体組織でみられる特徴的な倍数化細胞について、シングルセルレベルでの遺伝子発現情報を取得・解析する手法を確立することを目的としている。具体的にはシロアリ女王の脂肪体とアブラムシの共生器官の細胞に対し、倍数化と遺伝子発現の関係を明らかにする。細胞・組織学的、生態学的な情報も収集し、組織特異的倍数化の意義を広い視点から解明することが最終目標である。本年度は研究を遂行するうえで基礎的情報となる、組織を構成する細胞の倍数化ダイナミクスの解明とその論文化に特に注力した。シロアリ女王の脂肪体では、女王の繁殖成熟に伴い、脂肪体を構成する細胞タイプの一つであり、代謝が活発な脂肪細胞のみが倍数化するということを明らかにした。またアブラムシ共生器官では、アブラムシの各成長ステージおよび表現型に対し倍数性解析を行い、細菌を格納する細胞において、胎生メスの成虫時に最大256倍体に達することを明らかにした。前者については論文化を進めており、後者については学術論文として発表した。次年度以降に行うシングルセルレベルでの遺伝子発現解析の準備もおこなった。具体的には細胞もしくは核の単離精製およびセルソーティングやマイクロピッキングなどの条件検討に時間を費やした。次年度は実際に遺伝子発現解析を組織全体と一細胞ごとのレベルで行い、倍数化ダイナミクスと相関する遺伝子の発現解析を行う。

阵径经常在具有多细胞生物的活性代谢的组织中发现，但是已经发现了关于细胞多倍体化和基因表达之间关系的定量研究。这项研究旨在建立一种在单细胞水平上获取和分析基因表达信息的方法，以在昆虫组织中发现的特征性多倍体细胞。具体而言，我们将阐明白蚁皇后的脂肪体和蚜虫共生器官细胞的多倍体化与基因表达之间的关系。最终目标是收集细胞历史和生态信息，并从广义的角度阐明组织特异性多倍化的重要性。今年，我们专注于阐明组成组织的细胞的多倍体动力学，这些动态是进行研究时的基本信息及其培养。在白蚁皇后的脂肪体中，据透露，随着皇后的繁殖，它是构成脂肪体的细胞类型之一，只有活性代谢的脂肪细胞是多倍体的。此外，在蚜虫共生器官中，对蚜虫的每个生长阶段和表型进行了倍增性分析，揭示在储存细菌的细胞中，在成年的雌性中可以实现多达256倍的倍型。前者是一种讨论的文化，后者作为学术论文出版。我们还准备明年及以后进行单细胞基因表达分析。具体而言，花时间研究了细胞或细胞核分离和纯化，细胞分选和微滴答等状况。在第二年，基因表达分析将在整个组织和每个细胞的水平上进行，以及与多倍体动力学相关的基因的表达分析。