分子生態プロセス解析法を用いたミジンコ個体群の不安定化機構の解明

利用分子生态过程分析方法阐明水蚤种群的不稳定机制

基本信息

批准号：
22H02701
负责人：
加藤泰彦
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02701/
关键词：
ミジンコ臨界減速マイクロコズム生物学的プロセス

项目摘要

ミジンコはマイクロコズムを使うことで実験室内で個体群レベルの解析が可能であり、またゲノム情報の解読やゲノム操作技術も進展してきたことから、高次の現象をゲノムレベルでアプローチすることが可能となってきた。本研究では、ミジンコをモデルとして臨界減速現象とよばる個体群の回復が遅れる現象の背後にあるメカニズム、生物学的プロセスを解析することを目指してる。本年度は、本解析に用いるオオミジンコの遺伝子発現情報の整理と細胞解析法の開発を行なった。ミジンコの遺伝子発現情報の整理においては、ロングリード RNA-Seq (Iso-Seq) 解析により得られた遺伝子のアイソフォームを整理し、新規のアイソフォームを同定しただけでなく、各アイソフォームの発現レベル、個体の状態（雌雄差）によるアイソフォームの構造変化のカタログを作成した。その結果、遺伝子発現制御を司る転写因子等をコードする遺伝子において遺伝子発現レベルでは差がないアイソフォームの変化が生じることで、下流の遺伝子発現に影響を与えることを示唆する結果を得て、従来の遺伝子発現解析にアイソフォーム解析を加える重要性を明らかにした。細胞解析法の開発では、胚や成体から細胞を調製する方法を検討した。条件検討には、核移行型 GFP を発現する形質転換体、また赤色蛍光色素によるミトコンドリア染色を行うことで、各蛍光を指標として細胞の状態を評価した。安定に細胞を調製するためのプロトコールを作成した後、本プロトコールを用いて調製した細胞集団から各細胞をフローサイトメーターにより分離して解析するシステムも立ち上げた。

可以在实验室中使用微观世界对水蚤进行分析，并且基因组信息解码和基因组操作技术的进步使得在基因组水平上接近高阶现象成为可能。在这项研究中，我们旨在以水蚤为模型来分析延迟种群恢复的临界减速现象背后的机制和生物过程。今年，我们整理了本次分析中使用的大型溞的基因表达信息，并开发了细胞分析方法。为了整理水蚤的基因表达信息，我们不仅整理了通过长读RNA-Seq（Iso-Seq）分析获得的基因异构体并鉴定了新的异构体，而且还研究了每个异构体的表达水平，我们创建了一个目录。同工型的结构变化取决于个体状况（性别差异）。结果，我们得到的结果表明，在编码控制基因表达的转录因子的基因中发生了基因表达水平没有差异的同种型变化，这影响了下游基因表达，阐明了在基因表达分析中添加同种型分析的重要性。在开发细胞分析方法时，我们研究了从胚胎和成体中制备细胞的方法。为了检查条件，我们使用表达核定位 GFP 的转化体和用红色荧光染料进行线粒体染色，并使用每种荧光作为指示剂评估细胞的状态。在创建稳定制备细胞的方案后，我们还建立了一个系统，使用流式细胞仪从使用该方案制备的细胞群中分离和分析每个细胞。