エレクトロポレーション(電気穿孔法)を用いたカブトムシの遺伝子機能解析手法の確立に成功

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2025-08-05 京都大学

基礎生物学研究所および京都大学の研究チームは、カブトムシの幼虫に対してエレクトロポレーションを用いて蛍光タンパク質(GFP)の導入に成功し、特定部位における遺伝子機能操作が可能な技術を確立しました。これにより、カブトムシの角など新奇形質の器官形成に関する遺伝子機能を部位ごとに強化/抑制する解析が可能となり、進化・発生のメカニズム解明に大きく貢献します。これまでRNA干渉法による全身的な遺伝子抑制は実現していましたが、本技術により局所的かつ時期的な制御が可能になった点が画期的です。本成果は、2025年7月17日付『Scientific Reports』に掲載されています。

エレクトロポレーション(電気穿孔法)を用いたカブトムシの遺伝子機能解析手法の確立に成功
エレクトロポレーションによりカブトムシ幼虫に緑色蛍光タンパク質(GFP)発現用プラスミドDNAの導入に成功。導入部でGFPの緑色蛍光が観察できた。

<関連情報>

巨大昆虫トリポキシルス・ディコトムスの遺伝子の電気穿孔法による機能解析法Electroporation-mediated functional analysis method of genes in the giant insect Trypoxylus dichotomus

Kazuki Sakura,Shinichi Morita,Toshiya Ando,Karen Yuzaki,Shuji Shigenobu & Teruyuki Niimi
Scientific Reports  Published:17 July 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-025-10780-x

Abstract

The Japanese rhinoceros beetle, Trypoxylus dichotomus, possesses large horns on its head and thorax, features whose biological significance has been explored across various fields, including evolutionary developmental biology, behavioral ecology, and materials science. To investigate the molecular basis of these characteristics, systemic larval RNA interference (RNAi) has been employed as a primary loss-of-function genetic tool. However, gain-of-function analyses and region-specific gene function assessments remain underdeveloped, thereby limiting the comprehensive understanding of the molecular mechanisms involved. To address this limitation, we developed an in vivo electroporation technique to introduce exogenous DNA vectors directly into the somatic tissues of T. dichotomus larvae to express the genes of interest. Additionally, we utilized the piggyBac transposon system to insert the exogenous DNA vectors into the host genome for stable gene expression. Our findings indicate that the T. dichotomus actin A3 gene promoter exhibits sufficient transcriptional activity in the early postembryonic stage of T. dichotomus via electroporation. Furthermore, we observed that this promoter functions effectively across a diverse range of insect species, including the harlequin ladybug, Harmonia axyridis and the silkworm, Bombyx mori, suggesting the broad applicability of the T. dichotomus actin A3 promoter in various insects.

細胞遺伝子工学
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