体系的RNAi法による線虫胚生致死遺伝子の孵化後発生における機能の解析

使用系统 RNAi 方法分析线虫胚胎致死基因在孵化后发育过程中的功能

基本信息

批准号：
15710145
负责人：
飯田直子
金额：
$ 2.18万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15710145/
关键词：
RNAi 線虫発生表現型ゲノム機能解析

项目摘要

本研究では線虫の胚性致死遺伝子について、孵化後特異的に遺伝子機能破壊をするL1-soaking RNAiを網羅的に行い、胚性致死遺伝子の孵化後の機能を明らかにすることを目的としている。これらの結果から、発生プログラムにおける遺伝子の複数の機能と使い分けについて理解を進められると考えている。申請者の属する研究室では、非重複のcDNAセット(国立遺伝研・小原雄治教授により供与)をRNA合成の鋳型として用い、四齢幼虫(L4)に対するSoaking RNAi法によって体系的遺伝子機能破壊を行ってきた。16年度までに約6000個の遺伝子についてL4RNAiを行った結果、約14%がF1世代で胚性致死であった。本研究では、この胚性致死を示した遺伝子についてL1幼虫に対してRNAiを行い、孵化後発生における表現型を微分干渉顕微鏡で観察した。約300個の遺伝子について孵化後発生の表現型解析を行った。その結果、半数以上の遺伝子が生殖細胞形成、陰門形成の異常や成長異常などの表現型を示した。これらのことから、必須遺伝子の多くが発生過程において複数の機能を持つことが分かった。大量の表現型情報の処理のため、表現型の体系的記述法を確立した。孵化後発生の表現型項目を設定し、各表現型項目を「present」「absent」「not applicable」のスコアで記述した。複数の項目の組み合わせで記述した表現型プロファイルはバイナリーデータに変換し、コンピュータを用いた遺伝子の機能的分類を行った。胚発生表現型と孵化後発生表現型の組み合わせを比較したところ、様々な組み合わせが得られた。発生における複雑な遺伝子の使い分けが考えられた。胚発生と孵化後発生の両方で同じ表現型を示した遺伝子群もあり、それらは両方の発生時期で同様に機能していると考えられた。また、これらの表現型データを用いた遺伝子検索も可能である。

在本研究中，我们对秀丽隐杆线虫的胚胎致死基因进行了全面的L1浸泡RNAi，其特异性破坏孵化后的基因功能，旨在阐明孵化后胚胎致死基因的功能。我们相信这些结果将帮助我们了解基因在发育程序中的多种功能和适当用途。申请人的实验室使用非冗余的cDNA组（由国立遗传学研究所的Yuji Ohara教授捐赠）作为RNA合成的模板，并使用浸泡RNAi方法在四龄幼虫（L4）上系统地破坏基因功能。。截至 2016 年，L4RNAi 已对约 6,000 个基因进行，其中约 14% 在 F1 代中是胚胎致死的。在本研究中，我们对 L1 幼虫表现出胚胎致死性的基因进行了 RNAi，并使用微分干涉显微镜观察了孵化后发育过程中的表型。对大约 300 个基因进行了孵化后发育的表型分析。结果，超过一半的基因表现出生殖细胞形成、外阴形成和生长异常等表型异常。这些发现表明，许多必需基因在发育过程中具有多种功能。我们建立了系统的表型描述方法来处理大量的表型信息。设置孵化后发育的表型项目，并用“存在”、“不存在”或“不适用”的分数来描述每个表型项目。将多个项目组合描述的表型谱转换为二进制数据，并使用计算机进行基因的功能分类。当我们比较胚胎和孵化后发育表型的组合时，我们获得了各种组合。考虑了发育过程中基因的复杂使用。一些基因在胚胎和孵化后发育过程中表现出相同的表型，表明它们在两个发育阶段的功能相似。使用这些表型数据进行基因搜索也是可能的。