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ショウジョウバエの水玉模様を形成する遺伝子制御ネットワークの構造と進化

形成果蝇圆点图案的基因调控网络的结构和进化

基本信息

批准号：
22KJ0129
负责人：
古関将斗
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Hokkaido 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 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0129/
关键词：
模様形成遺伝子制御ネットワーク Gal4/UASシステム

项目摘要

生物形態の進化に寄与した遺伝的基盤を理解することは、進化発生学における重要な課題である。昆虫にみられる多様な模様形態は優れた研究対象であり、模様進化に寄与した遺伝子群が同定されてきたものの、遺伝子群がどのようなネットワーク（相互作用）を生み出し模様形成を誘導しているのかについては不明な点が多かった。ミズタマショウジョウバエの種特異的な翅模様も模様進化の研究対象として利用されており、翅模様の形成機能を獲得した遺伝子としてwinglessが同定された（Werner et al. 2010）。また、その後の研究内容に基づくと、winglessを介した遺伝子制御ネットワークについて細胞内シグナル伝達経路の観点から仮説を立てることができる。しかし、効果的な遺伝子機能解析法が開発されていなかったため、模様形成に必要な遺伝子群を同定しネットワークを検証することができなかった。そこで、本研究ではミズタマショウジョウバエの翅組織において時期特異的に遺伝子発現を操作するシステムを作り、遺伝子操作が模様形成に影響を与えるか評価することで、模様進化において獲得された遺伝子制御ネットワークの構造を明らかにすることを目標にした。令和4年度は、Gal4/UASシステムという発現操作系において必要となるトランスジェニック系統について、winglessが発現する翅脈上でGal4を高発現する系統と、Winglessが誘導する着色予定位置においてGal4を高発現する系統を作出できた。前者はwingless発現の上流、後者はwingless発現の下流において機能する遺伝子の検証に利用できると考えられる。また、これらGal4系統を用いたUASレポーターの発現誘導実験から、UAS系統の作出に用いるトランスポゾンベクターの改良を行うことができた。

An important topic in the field of evolutionary biology is the understanding of the basis of biological evolution. Insect multi-modal morphology is optimized for research purposes. The evolution of the model is based on the identification of the genetic subgroup. The genetic subgroup is based on the interaction between the two. The formation of the model is induced. A study of the evolution of species-specific wing patterns in the study of the use of wing pattern formation functions to obtain the same results (Werner et al. 2010). The content of this study is based on the theory of "wingless" and "genetic control". The function analysis method of the genetic component of the fruit is used to develop the genetic component of the fruit, and the genetic component of the fruit is used to determine the genetic component of the fruit. In this study, the effects of time-specific gene generation and gene operation on the formation of model evolution were evaluated and analyzed. In the fourth year of this year, Gal4/UAS was found to be necessary for the operation system, wingless for the occurrence of Gal4 on the wing vein, Wingless for the induction of Gal 4 at the predetermined color position. The former is wingless and the latter is wingless and the latter is downstream. UAS system development and improvement of UAS system development