遺伝子ノックアウト技術で拓く幼若ホルモン研究の新展開

利用基因敲除技术保幼激素研究新进展

基本信息

批准号：
25252059
负责人：
篠田徹郎
金额：
$ 24.13万
依托单位：
National Institute of Agrobiological Sciences
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-25252059/
关键词：
ゲノム編集幼若ホルモン変態カイコノックアウト TALEN 脱皮

项目摘要

平成26年度は、以下の解析を行った。1. "JHフリー"のカイコの解析： JHAMTとCYP15C1遺伝子のダブルミュータントカイコについて、表現型解析を完了させた。2. JH受容体ノックアウトカイコの解析： Met1, Met2シングルノックアウト、およびダブルノックアウトカイコの表現型解析を完了させた。3. カイコの遺伝的モザイク系統を利用してMet1のモザイク解析を行った。4. 以上の結果から、幼若ホルモンが機能しないカイコにおいても、基本的に蛹への変態は3齢になるまで起こらないことを実験的に証明することができた。5. "competence"獲得メカニズムの解析: 1, 2齢のカイコが蛹変態できない理由を明らかにするために、種々のノックアウトカイコにおける遺伝子発現解析を行った。その結果、蛹化の鍵遺伝子であるbroadが、JHが無い状態にも関わらず、若齢では発現の上昇が見られないことが判明した。さらに、broadのモザイク解析を行い、broadが真皮細胞の蛹化に必須であることを明らかにした。以上の結果から、カイコの若齢期においては、broadの誘導に必要な条件が満たされないために、蛹変態が起きないことが推定された。おそらく、カイコには蛹に変態するための能力を与える因子("competence factor")が存在し、その効果は3齢期以降でないと表れないものと考えられる。6. 幼虫・蛹化・成虫化のマスター遺伝子の解析：幼虫形質維持・蛹化・成虫化の鍵遺伝子としてそれぞれkr-h1, broad, E93が提案されている。ゲノム編集法を用いた解析により、カイコの真皮細胞においてもこれらの遺伝子は幼虫形質維持・蛹化・成虫化に必須であることを明らかにした。これらの遺伝子のモザイク個体は致死性が極めて高く、ノックアウト系統を得ることが困難であったが、適切な条件を見いだすことで、ノックアウト系統の樹立に成功した。

2014财年，我们进行了以下分析。 1.“JH-free”家蚕分析：我们已经完成了双突变家蚕JHAMT和CYP15C1基因的表型分析。 2、JH受体敲除家蚕分析：完成了Met1、Met2单敲除、双敲除家蚕的表型分析。 3.利用家蚕遗传嵌合系对Met1进行嵌合分析。 4. 根据以上结果，我们通过实验证明，即使保幼激素不起作用的蚕，直到第三龄才变态为蛹。 5.获得“能力”的机制分析：为了阐明1龄和2龄蚕无法进行蛹变态的原因，我们对各种基因敲除蚕进行了基因表达分析。结果发现，尽管缺乏 JH，幼年动物中化蛹的关键基因 Broad 的表达并未增加。此外，我们对 Broad 进行了镶嵌分析，发现 Broad 对于真皮细胞的化蛹至关重要。由以上结果推测，幼蚕不发生蛹变态是因为不满足诱导蚕蛹所必需的条件。蚕体内很可能存在一种“能力因子”，使其具有变态为蛹的能力，而这种效果要到三龄之后才会出现。 6.幼虫、化蛹和成虫发育的主基因分析：kr-h1、broad和E93已被提议分别作为维持幼虫性状、化蛹和成虫发育的关键基因。使用基因组编辑的分析表明，这些基因对于维持蚕真皮细胞的幼虫性状、化蛹和成年期至关重要。这些基因的嵌合个体具有极高的致死率，很难获得敲除系，但通过寻找合适的条件，我们成功建立了敲除系。