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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17F17108/
• 关键词: カイコ; 性決定; ゲノム編集; doublesex遺伝子; ジンクフィンガー; 幼虫致死; piggyBac; TALEN; zinc finger; W染色体; doublesex; トランスポゾン; 遺伝子組換えカイコ; GAL4-UASシステム

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。

は の purpose, this study カ イ コ の sex determination に masato and す る possibility が あ る Bmznf - 2 heritage 伝 son の function を interpret す る こ と で あ る. Leading research に よ り, culture cell BmN に お い て は, Bmznf - 2 の turning 発 が now decided の index で あ る Bmdsx heritage 伝 son の ス プ ラ イ シ ン グ を type female か ら male type に variations change さ せ る. そ こ で, individual レ ベ ル に お け る Bmznf - 2 posthumous son 伝 を の function in vivo で Ming 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 heritage 伝 child through turning 発 と now, TALEN を with い た ゲ ノ compiling に ム よ る heritage 伝 son ノ ッ ク ア ウ ト を line っ た. を piggyBac method with い て, UAS の under the system of imperial で Bmznf - 2 heritage 伝 son を 発 now す る ト ラ ン ス ジ ェ ニ ッ を ク system make し た. Import し た Bmznf - 2 heritage 伝 son を 発 now さ せ る た め に, ア ク チ ン プ ロ モ ー タ ー A3 の obscene に GAL4 heritage 伝 son を も つ ト ラ ン ス ジ ェ ニ ッ ク カ イ コ mating system と し た. Second generation に お い て, struck の heritage 伝 son す な わ ち A3 - GAL4 お よ び UAS Bmznf - 2 の struck the を have す る individual は, Bmznf - 2 son survived 伝 を turning に 発 now す る と to think さ れ る. If an individual それら dies during the 齢 larval stage に, it will be に た. Dead individuals で で Bmdsx <s:1> sex-specific abnormalities スプラ が シグに シグに シグに が が see られた. Party, TALEN に よ り Bmznf - 2 heritage 伝 son の ノ ッ ク ア ウ ト を try み た results, broken 壊 さ れ た Bmznf - 2 heritage 伝 son を ヘ テ ロ joint で have す る individuals (Bmznf - ko / + 2) を る こ と が で き た. <s:1> ヘテロ individuals た, very に weak であ, many くが larval stage に dead た た. Similar to the じ moth area で ノッ ノッ アウト アウト offspring 伝 たな たな +/+ individual normal に development た. は の results above normal, Bmznf - 2 but 伝 の な 発 now が カ イ コ の 発 yukon に not owe で あ る こ と を in stopping し て い る.

项目成果

Transgenesis of the sex influencing gene, Bmznf-2 in the domestic silkworm Bombyx mori

家蚕性别影响基因 Bmznf-2 的转基因

• 发表时间: 2018
• 作者: Gajula Gopinath;Lee Jung;Takashi Kiuchi;and Toru Shimada
• 通讯作者: and Toru Shimada