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

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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。