カイコを用いた異型精子形成における分子機構の解明

利用蚕阐明非典型精子发生的分子机制

基本信息

批准号：
17J05973
负责人：
酒井弘貴
金额：
$ 2.58万
依托单位：
National Institute for Basic Biology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J05973/
关键词：
カイコ無核精子有核精子 Sex-lethal 異型精子蚕

项目摘要

ガやチョウの仲間である鱗翅目昆虫は、卵と受精する有核精子と、発生の過程で核が脱け落ちる無核精子を形成する。本研究は、鱗翅目昆虫の一種であるカイコを用いて、無核精子の形成に関わる遺伝子を明らかにすることを目的としている。本年度は、前年度までの研究成果を中心にまとめた論文が、国際的に評価が高いProceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS)誌に掲載された。本論文では、カイコSex-lethalホモログ (Bm-Sxl) が無核精子の発生に不可欠であることと、無核精子が雌の内部生殖器内における有核精子の移動に必須であることを報告した。また本研究に関連して、私が撮影したBm-Sxl変異体カイコの写真が、PNAS誌の116巻21号の表紙として取り上げられた。さらに、正常な無核精子が形成できないBm-Sxl変異体を効率的に継代するために、優性マーカーを用いることで無核精子が機能不全の変異体を効率的に系代する新しい方法を開発した。具体的には、１）まずメスにホモ接合型の優性マーカーを持つオスを３０分間交尾させ、2）次に同一のメスに無核精子が機能不全のBm-Sxl変異体のオスを３時間交配させる。3）そして、孵化させた子孫の中から、優性マーカーの有無でBm-Sxl変異体のオス由来の子孫をスクリーニングする。この方法では、優性マーカーを持たない個体がBm-Sxl変異体のオス由来の子孫であると考えられる。この方法を用いることで、正常な無核精子が形成できないBm-Sxl変異体を効率的に継代することができるようになった。本研究をまとめた論文は、Journal of Insect Biotechnology and Sericology誌に受理された。

鳞翅目昆虫是一个飞蛾和蝴蝶的家族，形成卵子和成核的精子，可施肥，并在发育过程中细胞核掉落。这项研究旨在阐明使用一种类型的鳞翅目昆虫的蚕虫形成针对动态精子的基因。今年，一篇侧重于上一年的研究结果的论文发表在美国国家科学院的国际知名会议录（PNAS）中。在本文中，我们报告说，蚕的性致命同源物（BM-SXL）对于发育核酸菌素精子至关重要，并且无核精子对于女性内部生殖器中的成核精子迁移至关重要。另外，与这项研究有关，我拍摄的BM-SXL突变蚕的照片也出现在第116卷第21期，《 PNAS杂志》第21期。此外，为了有效地通过无法形成正常烟气精子的BM-SXL突变体，已经开发了一种新方法来通过使用显性标记有效地对功能障碍突变体进行系统化。具体而言，1）首先，女性与雄性与纯合显性标记的男性交配30分钟，而2）雄性与具有功能障碍的无核精子的BM-SXL突变体与同一雌性交配3小时。 3）然后，在孵化的后代中，筛选了BM-SXL突变体的雄性后代，以存在或不存在主要标记。在这种方法中，没有主要标记的个体被认为是BM-SXL突变体的男性后代。通过使用这种方法，已经有可能有效地传递无法形成正常努核精子的BM-SXL突变体。撰写本研究的论文在《昆虫生物技术与纺织学杂志》杂志上得到了接受。