Functional analysis of the BmNRF6 gene family involved in lifespan of the silkworm

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カイコにおいて致死や寿命に関わる突然変異体は数多く発見されているものの、遺伝子レベルで明らかになった例は少ない。我々はこれまで、「幼虫の孵化直後の致死」および「成虫の寿命」に関わる2つの変異体の解析を進め、これらがそれぞれBmNRF6遺伝子ファミリーに所属する遺伝子によって制御されていることを発見した。NRF6遺伝子は、線虫とショウジョウバエで薬剤応答や成虫寿命等に関わることが報告されているが、これら以外には詳細な報告はない。またカイコのゲノム上には、我々が明らかにしたこれら2つの遺伝子の他に16種類のBmNRF6遺伝子が存在するが、それらの機能も未知である。そこで本研究では、BmNRF6遺伝子ファミリーがカイコの生理機能へ及ぼす影響を調べることで、チョウ目昆虫の生存にとってのNRF6遺伝子の役割を明らかにすることを目的とする。「幼虫の孵化直後の致死」に関わる変異体“死蟻蚕”の原因遺伝子は脂肪体で高発現していることから、エネルギー代謝異常により生命活動を維持できなくなることで致死 (飢餓)しているという仮説を立てた。そこで変異体と正常個体間のエネルギー代謝関連物質 (グリセロール量およびトリグリセリド量)の定量法の確立し、比較検討した。その結果、両者におけるエネルギー代謝関連物質の経時的変化をモニタリングすることに成功した。「成虫の寿命」に関わる変異体“成虫短命”においては、ゲノム編集により候補遺伝子の欠損系統を作出することに成功した。また、“他のBmNRF6遺伝子群”の解析においては、これまで4種類のBmNRF6に着目し、それらの様々な組織 (脳、神経、絹糸腺、精巣、卵巣、脂肪体、マルピギー管、前腸、中腸、後腸)における遺伝子の発現パターンを明らかにすることに成功した。