Research Abstract

昆虫の遺伝子組換えを目で見て判定できる優性マーカー  OPEN ブックマーク

A visible dominant marker for insect transgenesis

2012年12月18日 Nature Communications 3 : 1295 doi: 10.1038/ncomms2312 (2012)

現在ほとんどの昆虫において、遺伝子組換え体は蛍光マーカーを用いて判別されている。今回我々は、幅広い動物に存在するメラニン色素の色を変化させることにより、肉眼で識別できる遺伝子組換えマーカー系を確立することに成功した。カイコBombyx moriにおいて、アリールアルキルアミン-N-アセチルトランスフェラーゼ遺伝子を全身で過剰に発現させたところ、孵化したばかりの1齢幼虫の体色が黒から明るい褐色へと変化した。そして、この遺伝子をバキュロウイルスのimmediate early 1遺伝子のプロモーターに直接連結することにより、遺伝子組換えマーカーとして利用することができた。Bm-アリールアルキルアミン-N-アセチルトランスフェラーゼによる黒色メラニンの着色の抑制効果は、幼虫すべての齢に加え、成虫でも観察された。また、カイコの別の遺伝子、β-アラニル-ドーパミンシンテターゼ(Bm-ebony)遺伝子を過剰発現させたところ、1齢幼虫の体色は正常な黒い色だったが、2齢以降の幼虫では体色が変化した。さらに、ナミテントウHarmonia axyridisとキイロショウジョウバエDrosophila melanogasterにおいても、Bm-アリールアルキルアミン-N-アセチルトランスフェラーゼ遺伝子の異所発現によって体色が薄くなることがわかり、この遺伝子組換えマーカーがさまざまな昆虫に広く利用できる可能性があることが明らかになった。

二橋(長内)美瑞子1, 大出 高弘2, 平田 隼也2, 内野 恵郎1, 二橋 亮3, 田村 俊樹1, 新美 輝幸2 & 瀬筒 秀樹1

  1. 独立行政法人 農業生物資源研究所(NIAS)遺伝子組換え研究センター 遺伝子組換えカイコ研究開発ユニット
  2. 名古屋大学 大学院生命農学研究科
  3. 独立行政法人 産業技術総合研究所(AIST)

ers. Here we establish a transformation marker system causing phenotypes visible to the naked eye due to changes in the color of melanin pigments, which are widespread in animals. Ubiquitous overexpression of arylalkylamine-N-acetyl transferase in the silkworm, Bombyx mori, changes the color of newly hatched first-instar larvae from black to a distinctive light brown color, and can be used as a molecular marker by directly connecting to baculovirus immediate early 1 gene promoter. Suppression of black pigmentation by Bm-arylalkylamine-N-acetyl transferase can be observed throughout the larval stages and in adult animals. Alternatively, overexpression in another gene, B. mori β-alanyl-dopamine synthetase (Bm-ebony), changes the larval body color of older instars, although first-instar larvae had normal dark coloration. We further show that ectopic Bm-arylalkylamine-N-acetyl transferase expression lightens coloration in ladybird beetle Harmonia axyridis and fruit fly Drosophila melanogaster, highlighting the potential usefulness of this marker for transgenesis in diverse insect taxa.

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