ＲＮＡｉを用いたプラナリアの摂食行動を制御する分子メカニズムの解明

利用 RNAi 阐明控制涡虫摄食行为的分子机制

基本信息

批准号：
14J01042
负责人：
下山せいら
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J01042/
关键词：
プラナリア RNAi 神経ペプチド走化性咽頭伸長摂食行動ニューロン

项目摘要

プラナリアの摂食行動は、餌を探す走化性、餌の近くで咽頭を伸ばす咽頭伸長、咽頭から餌を取り込む嚥下から成ることが観察から分かった。神経ペプチドの合成酵素の遺伝子Prohormone convertase 2(PC2)のRNAi個体が摂食行動に影響があることから、プラナリアの摂食行動にはペプチド作動性ニューロンの関与が予想された。そこで、候補遺伝子を当研究室のESTデータベースとRoche454次世代シーケンサーによるトランスクリプトームデータベースから、他種のプラナリアで同定されている神経ペプチドとペプチドホルモン遺伝子のDNA配列データをクエリとして用いて探索した。最終的に21個の神経ペプチドとペプチドホルモン候補遺伝子と報告されている3個の神経ペプチド遺伝子計24個を対象にした。摂食行動の解析系を作成し、神経ペプチド遺伝子24個をそれぞれRNAi処理した個体で行動解析を行い、餌を食べるのに後れを取る表現型を持つプラナリアを13候補まで絞り込んだ。この13個の神経ペプチド候補遺伝子について、RNAiでその働きを抑制したプラナリアで咽頭伸長解析系を用いて、咽頭伸長に関与する遺伝子の同定を行った。その結果、5つの神経ペプチド候補遺伝子が咽頭伸長に関与する遺伝子であることがわかった。咽頭伸長に必要な5つの神経ペプチド遺伝子の発現パターンをwhole mount in situ ハイブリダイゼーションで解析した。その結果、脳を含む中枢神経系、体表面に点在、咽頭前部の腹側など異なる発現パターンが見られた。異なる発現パターンを示す少なくとも5つの遺伝子がプラナリアの摂食行動における咽頭伸長の制御に関わっており、それらの発現パターンからは、咽頭伸長を制御する神経細胞群が複雑な神経回路を形成していることが示唆された。

观察结果表明，平面的饮食行为包括趋化性，以寻找食物，咽部延伸与食物紧邻，并从咽中取出食物。由于具有神经肽合酶基因蛋白激素转化酶2（PC2）的RNAi个体对喂养行为有影响，因此在平面喂养行为中预测了肽基神经元的参与。因此，使用DNA序列数据搜索了候选基因作为查询数据，以了解从我们实验室的EST数据库中鉴定出在其他平面物种中鉴定出的神经肽和肽激素基因，以及使用Roche454下一代序列的转录组数据库。然后，我们总共包括了24个神经肽基因，包括21种神经肽和3个报道的候选肽激素基因。创建了一个用于分析喂养行为的系统，并对用RNAi治疗的24个神经肽基因治疗的个体进行了行为分析，并将其缩小到Planaria的13个候选者，后者的表型落后于食物。对于这13个候选神经肽基因，使用Planaria中的咽部扩展分析系统鉴定了参与咽部扩展的基因，从而抑制了它们在RNAi的功能。结果表明，五个候选神经肽基因是参与咽部延伸的基因。通过整个原位杂交分析了咽部延伸所需的五个神经肽基因的表达模式。结果，观察到不同的表达模式，例如包括大脑在内的中枢神经系统，散布在身体表面和咽前腹侧。至少有五个表现出不同表达模式的基因参与平面喂养行为中咽延伸的调节，它们的表达模式表明调节咽部扩展的神经元基团形成复杂的神经回路。