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Functional analysis of the Bmznf-2 gene in sex determination of the silkworm Bombyx mori by transgenesis and genome editing

通过转基因和基因组编辑分析 Bmznf-2 基因在家蚕性别决定中的功能

基本信息

批准号：
17F17108
负责人：
嶋田透
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、カイコの性決定に関与する可能性があるBmznf-2遺伝子の機能を解明することである。先行研究により、培養細胞BmNにおいては、Bmznf-2の過剰発現が性決定の指標であるBmdsx遺伝子のスプライシングを雌型から雄型に変化させる。そこで、個体レベルにおけるBmznf-2遺伝子の機能をin vivoで明らかにするため、トランスジェネシスとGAL4/UASシステムによる遺伝子過剰発現と、TALEN法を用いたゲノム編集による遺伝子ノックアウトを行った。piggyBac法を用いて、UASの制御下でBmznf-2遺伝子を発現するトランスジェニック系統を作出した。導入したBmznf-2遺伝子を発現させるために、アクチンプロモーターA3の下流にGAL4遺伝子をもつトランスジェニックカイコ系統と交配した。次代において、両方の遺伝子すなわちA3-GAL4およびUAS-Bmznf-2の両者を有する個体は、Bmznf-2遺伝子を過剰に発現すると予想される。実際には、それら個体は若齢幼虫期に致死した。死亡個体ではBmdsxの性特異的スプラインシグに異常が見られた。一方、TALEN法によりBmznf-2遺伝子のノックアウトを試みた結果、破壊されたBmznf-2遺伝子をヘテロ接合で有する個体（Bmznf-2KO/+）を得ることができた。このヘテロ個体は、非常に虚弱であり、多くが幼虫期に斃死した。同じ蛾区でもノックアウト遺伝子ももたない+/+個体は正常に発育した。以上の結果は、Bmznf-2遺伝子の正常な発現がカイコの発育に不可欠であることを示唆している。

The purpose of this study is to clarify the relationship between sex determination and the possibility of Bmznf-2 gene function. In this study, we first studied the changes of BmN and Bmznf-2 in vitro. The function of Bmznf-2 gene in vivo was studied by using TALEN method and GAL4/UAS method. PiggyBac method is used to control the Bmznf-2 gene. The introduction of Bmznf-2 gene to the downstream of GAL4 gene to the mating system The second generation of Bmznf-2 gene is expected to occur in the A3-GAL4 and UAS-Bmznf-2 gene. In the meantime, the individual will die in the larval stage. The death of an individual is a sex-specific event. The TALEN method was used to detect the Bmznf-2 gene and to detect the Bmznf-2 gene. The individual is very weak and dies in larval stage. In the same region, the +/+ individuals develop normally. These results indicate that the normal development of Bmznf-2 gene can not be delayed.