昆虫の複眼と鱗粉の微細構造形成メカニズムの分子生物学的解析

昆虫复眼和鳞片微结构形成机制的分子生物学分析

• 批准号: 22K05670
• 负责人: 二橋 美瑞子
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Ibaraki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05670/
• 关键词: 鱗粉; 複眼; 微細構造; クチクラ; カイコ; 遺伝子ノックアウト; モスアイ構造

生物の表面微細構造は、その多様な機能から工学的にも着目され、生物模倣（バイオミメティクス）の対象ともなっている。例えば、蛾の複眼の表面構造（モスアイ構造）は、反射を防ぐ性質を持つため、無反射フィルムに応用されている。また、クチクラから成る鱗粉の微細構造は、撥水性や鮮やかな構造色と密接な関係がある。ただし、蛾の複眼や鱗粉をはじめとする、生物が持つ多くの微細構造については、その形成メカニズムがほとんど未解明である。本研究では、カイコを用いて、鱗粉と複眼のクチクラの微細構造形成期に発現する遺伝子の機能解析を行い、微細構造形成に重要な遺伝子群を同定し、翅と複眼という異なる微細構造形成に関わる分子メカニズムの解明を目指す。２０２２年度は、鱗粉の表面構造への関与が示唆されていたOsiris X 遺伝子ノックアウトカイコの７塩基欠損（Δ7）ホモ接合体を作出した。このOsiris X Δ7カイコと、複数のカイコ野生型系統の鱗粉の表面構造を、FE-SEM（電界放出形走査電子顕微鏡）解析により比較した。その結果、Osiris X 遺伝子機能欠損がマイクロリブの乱れを引き起こすことに確証を得られた。また、モスアイ構造を形成する遺伝子の解明の一環として、カイコガ科３種と、ヤママユガ科３種についても、複眼の表面構造のFE-SEM観察を行い、トランスクリプトーム解析にむけて、カイコガの蛹期複眼のサンプリングを行った。

Biological は の surface micro structure, そ の others more な function か ら engineering of に も with mesh さ れ, biological imitation (バ イ オ ミ メ テ ィ ク ス) の like と seaborne も な っ て い る. Example え ば, moth の compound eye の surface structure (モ ス ア イ structure) は, reflection を ぐ nature を hold つ た め, no reflection フ ィ ル ム に 応 with さ れ て い る. ま た, ク チ ク ラ か ら into る scale powder は の subtle structure, dial the fresh water や や か constructing な と contact な masato is が あ る. た だ し, moth の compound eye や scale powder を は じ め と す る, biological が つ more く の fine-structure に つ い て は, そ の form メ カ ニ ズ ム が ほ と ん ど not interpret で あ る. This study で は, カ イ コ を with い て, scale powder と compound eye の ク チ ク ラ の fine structure formation に 発 now す る posthumous son 伝 の line function analytical を い, fine structure formation, traces of important な に 伝 subgroup を と し, wing with compound eye と い う different な る fine structure formation に masato わ る molecular メ カ ニ ズ ム の interpret を refers す. 2022 は の surface structure, scale powder へ の masato and が in stopping さ れ て い た Osiris X heritage 伝 son ノ ッ ク ア ウ ト カ イ コ の 7 salt base owe loss (7) Δ ホ モ gametes を make し た. <s:1> <s:1> Osiris X Δ7カ コと コと, complex <s:1> カ コ コ, surface structure of wild type system <s:1> scale powder <e:1> を, FE-SEM (emission pattern tracing electron 顕 micromirror) analysis によ によ comparison た. そ の result, function of Osiris X but 伝 son owe damage が マ イ ク ロ リ ブ の disorderly れ を lead き up こ す こ と に corroborate を must ら れ た. を ま た, モ ス ア イ structure formation す る posthumous son 伝 の interpret の link と し て, カ イ コ ガ three と, ヤ マ マ ユ ガ division three に つ い て も, compound eye の surface structure の FE - SEM 観 を line い, ト ラ ン ス ク リ プ ト ー ム parsing に む け て, カ イ コ ガ の pupal stage compound eye の サ ン プ リ ン グ を line っ た.

项目成果

カイコの成虫微細構造形成に関与する遺伝子のゲノム編集を用いた機能解析

使用参与成年蚕精细结构形成的基因进行基因组编辑的功能分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 北村勇斗;廣田遥菜;安藤 俊哉;高須陽子;飯塚哲也;内野恵郎;田村俊樹;瀬筒秀樹;二橋亮;二橋美瑞子
• 通讯作者: 二橋美瑞子