カイコを用いて昆虫の化性決定機構の分子基盤を明らかにする

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昆虫が1年間に世代を繰り返す性質を化性という．化性は遺伝的な影響を強く受け，昆虫ごとにその行動や形質，生育する環境とよく適合している．しかし，化性の違いを生み出す遺伝的基盤は不明である．本研究では，時計遺伝子における変異が昆虫の化性決定に寄与することを，高精度なゲノム情報と高度な遺伝子組換え技術が利用できるカイコを用いて実証する．本研究の目的は，カイコを用いて昆虫の化性決定機構の分子基盤を明らかにすることである．そのために，以下の3つの課題達成を目指し，それぞれ成果を得た．1. チョウ目昆虫の概日時計システムを明らかにする．ゲノム編集により樹立した4つの時計遺伝子のノックアウト系統における各時計遺伝子の発現パターンと休眠性を調査した成果を合わせて原著論文として発表した．さらに，未調査だった2系統について同様に調査した．各時計遺伝子のノックアウト系統について，孵化リズムに加え羽化リズムも失われていることを，実験系を構築して確認した．時計タンパク質同士の複合体形成を生化学的に調べるために，時計タンパク質のペプチド抗体を作製した．2. 時計遺伝子に改変を施すことで概日時計を操作し，化性への影響を評価する．遺伝子組換えの実施条件を検討したが，導入効率が改善されず系統の樹立までに至らなかった．3. 大規模ゲノム情報解析から化性の変化につながった変異を同定し，化性の変化を再現する．2022年に新たに公開されたカイコ系統のゲノムおよび形質情報を追加し，大規模比較ゲノム解析が行える基盤を再整備した．ある系統群に特徴的な変異を同定する方法を検討した．