体系的RNAiによる線虫不稔遺伝子の表現型プロファイリングと機能的分類

通过系统 RNAi 对线虫不育基因进行表型分析和功能分类

基本信息

批准号：
17710166
负责人：
飯田直子
金额：
$ 2.11万
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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17710166/
关键词：
RNAi 線虫発生表現型ゲノム機能解析

项目摘要

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、724個(12%)がPO不稔(RNAi処理した虫が次世代線虫をまったく、あるいはほとんど産まない)遺伝子であった。本研究では、このPO不稔遺伝子のL4RNAi表現型を微分干渉顕微鏡により詳細に観察した。さらにPO不稔遺伝子が生殖腺特異的に働くものか、成長や形態形成にも必要なものかを調べるため、一齢幼虫に対するRNAi(L1-soaking RNAi)を行い、孵化後発生の表現型を調べた。約450個の遺伝子について表現型解析を行った結果、様々な生殖細胞形成異常が観察された。そのうち167個の遺伝子についてL1RNAiを行った結果、約85%の遺伝子が孵化後の表現型を示した。このことから、PO不稔遺伝子の多くが生殖細胞形成と孵化後の成長の両方に必要なことが分かった。また、孵化後発生表現型のほとんどが成長異常であったことから、PO不稔遺伝子の多くがすべての細胞活性に必要な遺伝子である可能性が示唆された。また、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。成長、形態、生殖細胞形成や受精および初期胚の異常を記録する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。記録した表現型データベースを用いて表現型からの遺伝子検索が可能である。

申请人的实验室使用非冗余cDNA组（由国立遗传学研究所Yuji Ohara教授捐赠）作为RNA合成的模板，并使用浸泡RNAi方法在第四龄幼虫（L4）中系统地破坏基因功能。。截至2016年，L4RNAi已对大约6,000个基因进行，其中724个（12%）是PO不育基因（RNAi处理的线虫不产生或几乎不产生下一代线虫）。在本研究中，我们使用微分干涉显微镜详细观察了该 PO 不育基因的 L4RNAi 表型。此外，为了研究 PO 不育基因是否在性腺中特异性作用，或者它是否也是生长和形态发生所必需的，我们对一龄幼虫进行了 RNAi（L1 浸泡 RNAi），并检查了孵化后的发育表型。。对大约 450 个基因进行表型分析，结果观察到各种生殖细胞发育不良。对其中 167 个基因进行 L1 RNAi 的结果是，大约 85% 的基因显示出孵化后表型。这些结果表明许多 PO 不育基因是生殖细胞形成和孵化后生长所必需的。此外，大多数孵化后发育表型都是生长异常，这表明许多 PO 不育基因对于所有细胞活动都是必需的。我们还建立了系统的表型描述方法来处理大量的表型信息。表型项目被设置为记录生长、形态、生殖细胞形成、受精和早期胚胎的异常，并且每个表型项目都用“存在”、“不存在”或“不适用”的评分来描述。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。使用记录的表型数据库可以基于表型进行基因搜索。