遺伝子銃によるカイコ前部絹糸腺での外来遺伝子の発現

• 担当機関: （独）農業生物資源研究所
• 研究期間: 2001～2003
• 研究担当者: 神村 学; 木内 信
• 発行年度: 2001
• 要約: 遺伝子銃を用いて、カイコの前部絹糸腺で様々なレポーター遺伝子を一過的に発現させることに成功した。既知の脱皮ホルモン応答配列を用いた解析から、この系を使って絹糸腺のホルモンに対する応答の分子機構を解析できることが確かめられた。
• キーワード: 遺伝子導入、遺伝子銃、絹糸腺、脱皮ホルモン、幼若ホルモン
• 背景・ねらい: 脱皮ホルモンと幼若ホルモン（JH）は、昆虫の脱皮・変態のほか多様な生理現象を制御する2大末梢ホルモンである。脱皮ホルモンの分子的作用機構についてはある程度基本的なことがわかってきたが、JHの分子的作用機構についてはほとんど何もわかっていない。当チームでは、カイコの前部絹糸腺から10個ほどのJH応答遺伝子をクローニングしており、その転写制御機構解析からJHの作用の分子機構に迫ることを考えている。しかし、通常の培養細胞を用いたレポーター・アッセイ系ではJHに対する反応を再現できなかった。そこで、遺伝子銃を用いて前部絹糸腺そのものにレポーター遺伝子を導入するアッセイ系を構築した。
• 成果の内容・特徴:
• カイコ5齢幼虫から前部糸腺を摘出し、アクチン A3遺伝子プロモーターによりGFPを発現させるコンストラクト（pA3-EGFP）を遺伝子銃を用いて導入したところ、数日後に強い緑色蛍光が観察され、この方法により外来遺伝子を絹糸腺細胞中で発現できることがわかった（図1）。GFPに由来する緑色蛍光は、処理した絹糸腺をそのまま培養した場合、および他個体に移植した場合の双方で観察できた。;
• 脱皮ホルモン応答配列を組み込んだレポーター・コンストラクト（pEcRE-Luc）を前部絹糸腺に導入し、他個体に移植した後に脱皮ホルモンを処理した。脱皮ホルモンを処理しなかった対象区ではレポーターの発現はほとんど検出できなかったが、脱皮ホルモン処理区では強い発現が見られ、構築した遺伝子導入系が実際にホルモンの作用を調べるためのレポーター・アッセイの系として利用できることが確かめられた（図2）。;

成果の活用面・留意点

複数の液性因子・転写因子が関与している転写制御系は、通常の培養細胞を用いたレポーター・アッセイ系では解析が困難なことがあるが、ここで構築した遺伝子銃による絹糸腺への外来遺伝子導入系を用いれば、我々が目的としている昆虫ホルモンの分子的作用機構のみならず、各種の複雑な転写制御機構を解析できる。さらに、より広く外来遺伝子の過剰発現系として捉えれば、遺伝子の機能解析や有用遺伝子の大量発現などの様々な目的での利用も期待できる。

• カテゴリ: カイコ