科学者はゲノム編集を使用して昆虫研究を拡大します-ScienceDaily

研究者たちは、昆虫の遺伝子の機能を説明するFanflow4Insectsと呼ばれるワークフローメソッドを開発しました。 機能アノテーションでは、科学者は遺伝子の生物学的アイデンティティに関する情報を収集します。 チームの新しい方法は、書かれた配列情報とゲノムおよびタンパク質配列データベースを使用します。 チームはFanflow4Insectsを使用して、遺伝子発現や配列分析など、日本のナナフシとカイコの機能情報を実証しました。 ワークフローによって提供される機能アノテーション情報は、ゲノム編集を使用した昆虫学の研究の可能性を大幅に拡大します。

広島大学、東京農工大学、理化学研究所生命科学センターの科学者を含むチームは、6月27日にFanflow4Insectsメソッドをジャーナルに発表しました。 昆虫。

昆虫は非常に多様で豊富であるため、科学者はそれらを大規模に研究する方法を必要としています。 これにより、科学者は昆虫ゲノムの配列決定に取り組むようになりました。 2022年5月の時点で、科学者は約3,000種の昆虫のゲノムを解読して記録しています。 彼らはまた、昆虫ゲノムの配列決定をさらに加速するために、長い間読まれている配列決定技術を使用しています。

次世代シーケンシングにより、研究者はトランスクリプトームシーケンスとともに多くの昆虫のゲノムを簡単にデコードできるようになりました。 ただし、これらのシーケンスの生物学的解釈は、トランスクリプトーム解析の主要なボトルネックのままです。 転写産物は、生物のRNA分子の合計です。 トランスクリプトーム解析は、機能アノテーションの重要な最初のステップであり、ゲノム編集ターゲットを選択するための重要なガイドとして機能します。

一部の昆虫はヒトゲノムよりも大きなゲノムを持っているため、全ゲノムシーケンスの難しいプロセスはより複雑です。 そのため、科学者たちは、大きなゲノムサイズの昆虫を評価するためのツールとして、RNAシーケンシングとしても知られる次世代シーケンシングテクノロジーを使用したトランスクリプトームシーケンシングを使用しています。 この強力なツールを使用すると、科学者は数千万の読み取りを蓄積することにより、特定の組織内の数万の潜在的な遺伝子を効率的に特定できます。 次に、それらは、同定のために遺伝子配列を転写ユニットに組み立てます。 しかし、このタイプの分析は、包括的なデータセットと機能アノテーションへの科学者のアクセスに依存しています。 データベースは存在しますが、昆虫のゲノム配列の増加に追いつくことができません。

転写物分析がより一般的になるにつれて、多くの研究グループが独自のパイプラインを実行し、研究ごとにさまざまな研究からの転写ユニットに関する情報を報告しています。 これらのパイプラインは、ゲノム配列データを処理するために使用されるアルゴリズムのセットです。 しかし、科学者は、この種の研究を行うすべての異なるグループからの機能的な説明を公開データベースに組み込む方法を必要としています。

この現在の研究では、研究チームは新しく開発されたFanflow4Insectsを使用して、カイコの注釈のための機能的なパイプラインを作成しました。 次に、研究者たちは、日本のナナフシのコピーについてFanflow4Insectsもテストしました。 「機能アノテーションは、ターゲット生物のゲノムまたはトランスクリプトがデコードされた後、ターゲット遺伝子の選択を加速するための最も重要なプロセスの1つです。Fanflow4Insectsワークフローを通じて取得された機能アノテーション情報は、ゲノム編集を使用した昆虫学の研究の可能性を大幅に拡大します。広島大学大学院総合生命科学研究科教授であり、論文の筆頭著者兼記者であるぼの秀正氏。

Fanflow4Insects InsectワークフローはGitHubでオープンに開発されており、自由にアクセスできます。 発現由来の機能アノテーションと組み合わせて、Fanflow4Insectsからのデータは、異なる表現型を持つ昆虫の比較研究に適用できます。 「Fanflow4Insectsを使用して、有用な物質を生成する昆虫に注釈を付けます。この研究の最終的な目標は、コンピューターシミュレーションを使用して昆虫の分子ネットワークを設計できるようにすることです」とBono氏は述べています。

研究チームには広島大学の坊農秀雅が含まれます。 東京農工大学坂本琢磨、田狐博子。 理化学研究所生命科学センター粕川武也。

この研究は、産学共創のためのオープンイノベーションプラットフォームである日本科研助助成推進協会（COI-NEXT）、日本科学技術庁、ROIS-DS-JOINTから資金提供を受けました。

ストーリーソース：

材料 の導入 広島大学。 注：コンテンツは、スタイルと長さに応じて変更できます。