Research on the mechanism of reproductive communication between males and females via peptide sex pheromones

肽性信息素雌雄生殖通讯机制研究

基本信息

批准号：
22K06305
负责人：
中田友明
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Nippon Veterinary and Life Science University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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

项目摘要

本研究では、異性の性行動を単一分子で誘起し得る雄性フェロモン（ソデフリン）と雌性フェロモン（アイモリン）が共に同定された四肢動物であるアカハライモリをモデルに、雌雄両性の性フェロモン応答処理中枢神経系と、その内分泌学的調節機序の詳細を解析することを目的としている。初年度にあたる本年は以下の5つの実験を行い、それぞれに一定の成果を得た。1. 雄性フェロモンソデフリンのノックアウト(KO)動物の作成：ソデフリンペプチドのコード領域上流にあるPAM配列を認識して当該ゲノムDNA配列に得意的な切断をするガイドRNAとCas9酵素をイモリ受精卵に顕微注入することで、ソデフリン遺伝子にNHEJ（非相同末端結合）の修復ミスに起因するフレームシフトを誘発させ、性フェロモンKO動物(F0)を作成した。今後、交配によって非モザイク性のF1動物を得て、解析を行う予定である。2. 今後の解析に必要なアルビノ個体の準備：ゲノム編集により作成したメラニンを持たないアルビノイモリのF0個体を得て、今後の蛍光シグナルでの解析を容易なものとした。3. イモリのcrystallinプロモーターのクローニング：水晶体で同プロモーター下流の蛍光タンパク質を発現させ、外来遺伝子導入マーカーとして発生初期に遺伝子導入を確認可能となる。4.複数のソデフリンパラログ・神経活動依存的に発現する最初期遺伝子（Egr-1およびArc）プロモーターのクローニング：それぞれ、性フェロモンの発現調節機構の解析や、フェロモン受容応答神経系の同定や解析に利用できる。5. 脳内の神経回路解析に有用な神経細胞標識を達成するBrainBowコンストラクトの作成：複数の蛍光タンパク質の発現を神経細胞ごとにランダムに起こすことで、個々の神経繊維の追跡が可能となるため、今後、同コンストラクトを導入したイモリが応答神経系の同定や解析に利用できる。

在这项研究中，我们以红腹蝾螈为模型，研究了两性的性信息素反应处理中心，红腹蝾螈是一种四足动物，其中雄性信息素（sodephrin）和雌性信息素（aimolin）已被鉴定出可以诱导目的是分析神经系统及其内分泌调节机制的细节。今年，第一年，我们进行了以下五项实验，每一项都取得了一定的成功。 1. 建立雄性信息素 sodefrin 的敲除 (KO) 动物：使用引导 RNA 和 Cas9 酶将其引入受精蝾螈卵中，该酶可识别 sodefrin 肽编码区上游的 PAM 序列并特异性切割基因组 DNA 序列。通过注射sodefrin基因，诱导NHEJ（非同源末端连接）修复错误引起的移码，并创建性信息素KO动物（F0）。未来，我们计划通过育种获得非马赛克F1动物并进行分析。 2. 未来分析所需的白化个体的制备：我们获得了通过基因组编辑产生的无黑色素的白化蝾螈的F0个体，以方便将来使用荧光信号进行分析。 3.蝾螈晶状体蛋白启动子的克隆：通过在晶状体中启动子下游表达荧光蛋白，可以在发育早期确认基因转移，作为外源基因转移的标记。 4. 多个sodefrin旁系同源物和神经活动依赖性表达的最早基因（Egr-1和Arc）启动子的克隆：用于分析性信息素表达的调控机制，以及信息素的鉴定和分析分别可用受体反应神经系统。 5. 创建 BrainBow 结构，实现对大脑神经回路分析有用的神经元标记：通过在每个神经元中随机表达多个荧光蛋白，可以在未来追踪具有相同结构的蝾螈。介绍的可用于识别和分析反应神经系统。