ケミカルジェネティクスによるミズクラゲの変態制御シグナル分子群の解明

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本申請研究の目的は、ミズクラゲにおけるポリプ(固着性の幼生)からクラゲ(遊泳性の成体)への変態過程を制御する内在性の細胞間シグナル分子群を明らかにすることである。具体的には、以下の３つのstepで実験を進める。Step 1. 放線菌・糸状菌の菌株ライブラリーを探索源として、様々な変態調節活性を示す物質をスクリーニングし、精製・単離・構造決定する。Step 2. Step 1で得られた変態調節物質の投与群とコントロール群について次世代シーケンサーによるRNA-seq解析を行い、投与によって発現変動する遺伝子群を同定する。Step 3. Step 2で得られた変態関連遺伝子群について発現解析と機能解析を行い、変態制御に関わる細胞間シグナル分子群を明らかにする。現在までにStep 1の「変態調節物質のスクリーニングと同定」に着手している。放線菌ライブラリーのスクリーニングで最も強い分節形成阻害活性を示した6047株について、活性物質の単離と構造解析を完了した。推定構造に基づいて合成品を大量調製して生物活性を調べた結果、精製した天然物と全く同じ活性が認められた。以上のことから、活性物質の化学構造を確定できたと考える。Step 2の「RNA-seq解析による変態関連遺伝子群の探索」では、過去の研究で変態停止活性が見出されたtryptamine(TAM)についてRNA-seq解析を行った。TAM投与群・非投与群のストロビラそれぞれの口側半分と足側半分、および過去に実施したポリプとストロビラのwhole bodyの解析結果もあわせてバイオインフォマティクス解析を進めた。Pythonを用いて独自に開発した解析プログラムによって、各サンプル間での発現量の比較・アミノ酸配列中の疎水性分析を行い、発現パターンによる分類と分泌タンパク質・膜タンパク質のリストアップを完了した。