ロバストネスの遺伝基盤と種内変異に関する研究－拡張した頭部予定領域の修復を例に－

稳健性和种内变异的遗传基础研究 - 扩大头部区域修复示例 -

基本信息

批准号：
11J03510
负责人：
田中健太郎
金额：
$ 0.83万
依托单位：
National Institute of Genetics
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J03510/
关键词：
キイロショウジョウバエ頑健性細胞死種内変異

项目摘要

温度変化などの環境的攪乱、遺伝的変異による内因的撹乱に曝されても、生物は比較的均一な表現型を生み出すことができる。その一例として、キイロショウジョウバエの胚発生において、bicoidのコピー数増加が原因で拡張した頭部予定領域を修復する機構がある。これまでreaperを上流とするカスパーゼ依存の細胞死が本機構で働くことが報告されていた。この修復機構について更に理解を深めるため、本研究では1)新たに同定したMabikiの機能解析、及び2)野外集団における本機構の変異調査の2点について研究を進めてきた。以降、それぞれについて研究実施状況を報告する。1)については、Mabikiが細胞死の正の制御因子であることが明らかになり、しかもreaperを上流とするカスパーゼ依存とは異なる経路によって細胞死を誘導していることが明らかになった。異なる2つの細胞死経路が発生学的な頑健性に寄与していることを明らかにできた意義は大きい。また、Mabikiは双翅目特有の遺伝子であることが分かり、Short germ band型の発生システムの進化的関連を解明することは今後の重要な課題となるだろう。2)については、これまで行ってきたゲノムワイドなスクリーニングの結果浮かび上がった候補遺伝子を軸に、変異系統の遺伝的変異の探索を行ってきた。これまでのところタンパクコード領域上に特筆すべき遺伝的変異はみつかっておらず、従って遺伝子発現領域上の変異である可能性が浮上した。しかしながら、スクリーニングのバイアスから未知の遺伝子上の変異である可能性も否定できない。今後、Mabikiの上流および下流遺伝子の解析により、本機構の全体像が明らかになれば野外由来の遺伝的変異の同定に関し、とれうるアプローチの幅が広がると期待できる。

即使暴露于环境干扰（例如温度变化）以及由于遗传变异引起的内源性干扰时，生物体也会产生相对均匀的表型。一个例子是一种修复计划的头部区域的机制，该机制由于果蝇的胚胎发生中的双粒拷贝数增加而扩大了。据报道，收割机上游的caspase依赖性细胞死亡在这种机制中起作用。为了进一步加深我们对这种修复机制的理解，这项研究已经对两个点进行了研究：1）对新鉴定的Mabiki的功能分析，以及2）对现场种群中这种机制的突变研究。从现在开始，我们将报告每项研究的状态。关于1），据揭示了Mabiki是细胞死亡的积极调节剂，并且它通过与caspase依赖性的不同途径诱导细胞死亡，而在上游。重要的是要揭示两种不同的细胞死亡途径有助于胚胎鲁棒性。此外，发现Mabiki是双翅目所独有的基因，阐明短胚菌带型发育系统的进化关系将是将来的重要问题。关于2），我们一直在基于候选基因而搜索突变线中的基因突变，这些基因由于迄今为止一直进行的全基因组筛查而出现。到目前为止，在蛋白质编码区域尚未发现特定的遗传突变，因此已经出现它们可能是基因表达区域的突变。但是，筛选偏差也不能排除其是未知基因突变的可能性。如果可以通过分析Mabiki的上游和下游基因来阐明这种机制的整体情况，则可以预料，可以扩大识别室外基因突变的可能方法的范围。