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カイコ精巣をモデルとした幹細胞維持と配偶子形成に関与する新奇遺伝子の解析

以蚕睾丸为模型分析参与干细胞维持和配子发生的新基因

基本信息

批准号：
22KJ2389
负责人：
柿野耕平
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2389/
关键词：
カイコゲノム編集精子形成機能未知遺伝子 RNA-seq NGS解析

项目摘要

本研究の目的は、「カイコ精巣をモデルとした幹細胞維持と配偶子形成に関与する新奇遺伝子の解析」を通した、鱗翅目昆虫だけが獲得した特殊な精子形成機構の解明である。そこで本研究は、NGS解析を用いて幹細胞維持機構と二型精子形成に関与する新奇遺伝子(鱗翅目昆虫のみに保存された機能未知遺伝子)を探索したのちに、ゲノム編集やin silico解析を用いてその機能を明らかにすることを目的としている。具体的には、以下の３つの項目に分けて研究を行っている。項目１：幹細胞維持機構の解明、項目２：二型精子の運命決定機構の解明、項目３：改良ノックイン法の開発。本年度は、昨年度の研究結果を踏まえ、以下の研究を行った。項目１、2：昨年までに取得したカイコ精巣のRNA-seqデータの再解析を行なった。本年度は、これまでのデータに加え、公共のデータベース上に登録してある(１)カイコ組織のRNA-seqデータ、(2)ショウジョウバエの精巣のRNA-seqデータとの比較解析を行った。その結果、カイコの精巣でユニークに発現する機能未知遺伝子の存在を見出した。項目１、2：本年度は新たに11遺伝子に対してCRISPR/Cas9を用いたノックアウト実験を行った。その中の１遺伝子のノックアウトホモ個体では、正常個体を交配実験において、雌雄ともに稔性の低下が確認された。さらに、精子の観察を行ったところ、正型精子である有核精子の核の局在に異常が生じていることが確認できた。この遺伝子は、項目２の２型精子形成に関与する遺伝子であることが示唆された。項目３：ノックイン効率を好感度に検出するために、トランスジェニックカイコの作出に取り組んだ。その結果、レポーター遺伝子を発現する系統の作出に成功した。

The purpose of this study is to understand the relationship between stem cell maintenance and mate formation and the analysis of novel genes in lepidoptera insects. This study aims to explore the role of novel genes in stem cell maintenance mechanisms and type II spermatogenesis (Lepidoptera) in the analysis of NGS and their functions. Specific research, the following three projects are divided into research and development. Project 1: Understanding of stem cell maintenance mechanism, Project 2: Understanding of fate determination mechanism of type II sperm, Project 3: Development of improved sperm cell method. This year, the results of the previous year's study were reviewed. Items 1 and 2: RNA-seq analysis and re-analysis of RNA-seq data obtained yesterday. This year, we have conducted comparative analysis of RNA-seq data from (1) the RNA-seq data from the tissue and (2) the RNA-seq data from the essence of the tissue. As a result, the presence of unknown genes is revealed. Projects 1 and 2: This year's new CRISPR/Cas9 project will be implemented. In addition, the male and female fertility of normal individuals is lower than that of normal individuals The sperm cells were detected and positive sperm cells were detected. This gene is related to type 2 spermatogenesis in item 2. Item 3: Select the group for the evaluation of the favorable rating. The results of the system are shown below.