色覚視物質遺伝子と動物行動の関連性の解明に向けた萌芽的研究

旨在阐明色觉物质基因与动物行为之间关系的探索性研究

• 批准号: 13874105
• 负责人: 河村 正二
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13874105/
• 关键词: 視物質; オプシン; 霊長類; 新世界ザル; ゼブラフィッシュ; 色覚; 進化

霊長類に関して:フサオマキザル13頭リスザル7頭ケナガクモザル1頭の糞DNAにおいて赤緑視物質遺伝子の第3及び第5エクソンをPCR法で増幅することができた。その際、糞DNAは糞塊サンプルより糞表面を綿棒でなぞって採取したサンプルの方が、PCR増幅されやすい傾向があることがわかった。また、塩基配列はPCR増幅DNA断片から直接決定することができた。遺伝子型は視物質タンパク質の180番目、277番目、285番目のアミノ酸が何であるかで決定されるが、それら3カ所のうち2カ所以上でヘテロ接合状態である場合には、それらの間の組み合わせを決定するためにPCR増幅DNA断片をプラスミドベクターを用いてクローン化し、その塩基配列を決定した。こうして調べたすべての個体について糞DNAからの色覚型の判定は血液DNAからの判定と矛盾しなかった。ただし、一部の糞サンプルについては血液DNAで検出できた対立遺伝子の一方の増幅が悪く、その対立遺伝子の存在を見落とす危険性があった。この危険を回避するには、糞DNAに含まれるPCR増幅可能なゲノムDNAの量を予めリアルタイムPCR法により定量し、その量に応じた回数でPCR再現実験を行うことが有効であることを示した。ゼブラフィッシュに関して:桿体視物質遺伝子に関しては、遺伝子上流域-GFPレポーターによるトランスジェニックゼブラフィッシュを確立し、遺伝子上流1.1kbが桿体視細胞特異的な発現を誘導するのに十分であることを示した。錐体視物質遺伝子に関しては各遺伝子の上流DNA領域をGFP遺伝子に接続したレポーターコンストラクトをゼブラフィッシュ胚に導入し、少なくとも上流約3kbを用いれば各視物質のタイプ特異的な細胞でGFP発現を観察できることを示した。ただしRH2-1では上流約20kbにある領域が発現誘導に必要であることがわかった。

关于灵长类动物：我们利用PCR方法在13只卷尾猴、7只松鼠猴和1只绒毛蜘蛛猴的粪便DNA中扩增了红绿视物质基因的第3和第5外显子。当时发现，用棉签追踪粪便表面收集的样本中，粪便 DNA 比粪便颗粒样本更容易被 PCR 扩增。此外，可以直接从PCR扩增的DNA片段确定碱基序列。基因型由视物质蛋白的第180位、第277位和第285位氨基酸决定，但如果在这三个位置中的两个或多个位置上是杂合的，则它们之间的组合为确定这一点，克隆了PCR扩增的DNA片段使用质粒载体，并确定其核苷酸序列。对于以这种方式检查的所有个体，从粪便 DNA 确定的色觉类型与从血液 DNA 确定的色觉类型一致。然而，在一些粪便样本中，血液 DNA 中检测到的等位基因之一的扩增效果很差，并且存在该等位基因的存在可能被忽视的风险。为了避免这种风险，我们表明，使用实时PCR预先定量粪便DNA中包含的PCR可扩增基因组DNA的量，并根据该量进行多次PCR再现实验是有效的。塔。关于斑马鱼：关于视杆细胞光感受器基因，我们建立了具有基因上游区域-GFP报告基因的转基因斑马鱼，并证明该基因上游1.1kb足以诱导视杆细胞光感受器特异性表达。对于视锥视觉物质基因，将每个基因的上游DNA区域与GFP基因连接的报告构建体导入斑马鱼胚胎中，如果使用至少约3kb的上游，则可以在特定于视锥细胞的细胞中观察到GFP表达。我们展示了每种类型的视觉内容。然而，在 RH2-1 中，发现上游约 20 kb 的区域对于表达诱导是必需的。

项目成果

Takanori Hamaoka: "Visualization of rod photoreceptor development using GFP-transgenic zebrafish"Genesis. 34. 215-220 (2002)

Takanori Hamaoka：“使用 GFP 转基因斑马鱼可视化视杆光感受器发育”Genesis。

Shoji Kawamura: "Genomic and spectral analysis of long to middle wavelength-sensitive visual pigment of common marmoset (callithrix jacchus)"GENE. 269. 45-51 (2001)

Shoji Kawamura：“普通狨猴（callithrix jacchus）长至中波长敏感视觉色素的基因组和光谱分析”GENE。

Akito Chinen: "Gene duplication and spectral diversification of cone visual pigments of zebrafish"Genetics. 163. 663-675 (2003)

Akito Chin：“斑马鱼视锥视觉色素的基因复制和光谱多样化”遗传学。

Shoji Kawamura: "Y-chromosomal red-green opsin genes of nocturnal New World monkey"FEBS Letters. 530. 70-72 (2002)

Shoji Kawamura：“夜行性新世界猴的 Y 染色体红绿视蛋白基因”FEBS Letters。