格式 C-19、F-19-1、Z-19(通用)1.研究初始背景 (1)在养殖虎斑河豚时,每只虎斑河豚需剪牙1-2次,防止其被咬而死亡或掉鳍,降低鱼的商业价值。牙齿切割工序由熟练的人员逐一进行,因此非常繁琐。此外,还对鱼造成负担,包括麻醉和术后需要治愈嘴部周围的伤口。从生产率和动物福利的角度来看,希望制定措施来减轻这项工作的负担。 在虎斑河豚养殖中,一般以颗粒饲料作为食物,因此不需要用大牙齿来咬碎壳或撕碎肉。即使它们的牙齿发育不全,但由于它们能够吸入和食用复合饲料,因此它们能够充分生长。另一方面,如果养殖的虎斑河豚从笼子里逃出到海里,牙齿发育不全的个体咬合力会降低,从而降低它们在野外捕食的能力。因此,它们的生存能力将低于野生鱼类,也更难以繁衍下一代。这被认为有助于防止养殖鱼类的遗传偏差基因传播到自然界,因此预计在保护遗传资源方面具有重要价值。 硬骨鱼牙齿和哺乳动物牙齿被认为是生物体产生的最坚硬的组织结构。这两种牙齿都具有功能和形态相似的最外层结构,称为牙釉质(硬骨鱼)和牙釉质(哺乳动物)。此前人们认为,虽然硬骨鱼的牙齿与哺乳动物的牙齿在形态上相似,但由于两者的晶体结构不同,且牙齿中的组织来源于不同的结缔组织,因此它们是分别进化的类似器官(参考文献1)。但是,2005年,美国发现了与河豚门牙形成有关的一个基因群,即分泌性钙结合磷蛋白(SCPP)的存在(参考文献2)。通过分子进化分析发现,该基因群是所有脊椎动物牙齿在进化过程中共同参与的牙齿组织矿化的主要基因群(参考文献3)。 (2)在个体中,单碱基替换突变有:1.通过在蛋白质编码区创建终止密码子来抑制基因功能;2.通过氨基酸替代来降低或改变蛋白质的功能,3.人们认为表达调控区的突变会导致基因表达的增加或减少。因此,人工诱导单碱基替换突变的技术是分析基因功能的技术之一。 此前,我们已开发出利用化学诱变剂诱发单碱基置换突变的TILLING法,从适用于小型养殖鱼的传统方法(参考文献4~7),发展成为适用于养殖鱼精子和卵子的安全实用的突变引入技术(突变引入率为0.4%)(参考文献7)。利用该技术,对约300尾突变的虎斑河豚进行了9个SCPP基因突变的有无检测,发现了数尾SCPP2基因氨基酸取代的突变个体,但并未观察到牙齿缺损等明显症状。 近年来,基因组编辑技术作为一种可以针对特定基因引入突变的技术,在育种领域受到广泛关注。其中,CRISPR方法不仅比以往的ZFN、TALEN方法实施效果显著提高,而且操作也相对简单,目前已在多个领域得到应用并有报道结果(参考文献8)。在日本,真鲷和虎河豚是首批由民间企业上市的基因组编辑养殖鱼。预计未来基因组编辑鱼在水产养殖中的应用将变得更加广泛。 因此,我们开展了这个项目,因为我们认为使用 CRISPR/Cas 系统(最通用的基因组编辑技术,可以直接针对特定基因的碱基序列)一次性将突变引入所有目标 SCPP 基因是有效的。 2.研究目标:(1)利用突变导入技术CRISPR/Cas系统,对9种门牙形成基因同时导入多种突变,并通过对各个个体门牙的形态分析,识别出在虎斑河豚门牙形成过程中起关键作用的基因。 (2)为了减少今后虎河豚养殖中所需的切牙工作量,我们将通过基因功能分析培育出门牙形成率低的虎河豚个体,为生产门牙形成率低的虎河豚品种奠定基础(图1)。
研究成果の概要(英文):这项研究的重点是在石墨烯中实现稳定的N型掺杂的创新方法,这对于几种高级应用至关重要。在早期阶段,我们使用Photobase Generator(PBG)与UV辐射相结合,提出了一种光诱导的电子掺杂技术,该技术允许精确控制石墨烯中的掺杂和图案,以创建高性能PN连接。此方法表现出高电子迁移率和稳定的掺杂,为在透明电子和温度传感中的应用铺平了道路。在后面,我们通过在紫外线下使用PBG和聚乙烯氧化物(PEO)的混合物来进一步扩展这种方法,以改善石墨烯中N型掺杂的均匀性和长期稳定性。这种混合方法被证明是具有成本效益,可扩展性和稳定性超过160天的,克服了先前的局限性,并证明了在热电设备中实用应用的潜力。
研究成果概要(中文):首席研究员此前已证明,怀孕小鼠肠道细菌的紊乱会影响出生后的大脑发育,从而导致后代的行为变化(Tochitani,2016:紊乱的母体肠道菌群模型)。在本研究中,我们利用这种紊乱的母体肠道菌群模型,研究了紊乱的母体肠道菌群如何影响出生后早期后代肠道菌群的建立。结果表明,后代的肠道菌群紧密继承了母体肠道菌群紊乱的特征。然而,我们还发现,一些在紊乱的母体肠道菌群中表现出高相对丰度的细菌属在后代中生长受到抑制。这表明肠道菌群从母亲到后代的传递取决于细菌分类。
因此,我们旨在通过反复进行目标AID的基本构建以及对反馈的评估和验证,以建立高度的技术。 (1)基本技术的构建:首先创建超级目标AID,为了使基因组编辑更有效,我们将创建一个改进的功能目标AID(超级目标AID)。研究主要考虑质粒方面的变化。我们旨在通过使用没有复制能力的瞬态质粒来控制温度敏感启动子和组成启动子的DCAS9和CRISPR-GRNA,使用快速降解酶(LVATAG)[参考2],以及使用抑制DNA修复机制(UGIS)的系统。接下来,我们还将考虑修改酶本身。我们还考虑使用反遗传方法的改进,例如减少CAS9非特异性结合的突变[参考3],增加辅助酶活性的突变[参考4]以及对融合酶的接头长度的修改。 (2)评估基础替代效率:基因组编辑中靶点效应的验证,关键点是如何抑制与目标序列不同的位点的意外诱变,以及如何验证这一点。意外突变包括通过类似于目标序列的靶向序列引入的突变,以及完全独立于序列的非特异性突变。为了验证脱靶,使用破坏RPOB基因的利福平抗药性菌株进行评估。在改进目标基因,培养条件和目标AID的编辑方法的同时,进行了非目标评估,并最终进行了大肠杆菌的整个基因组序列以验证测试。
研究成果概要(中文):在本研究中,我们开发并评估了模拟大脑信息处理机制的新型计算模型。利用结合脉冲神经网络和储层计算的模型,我们分析了培养神经回路的信息处理特性。此外,通过对机器人的连续值控制和利用预测编码的强化学习模型进行实验,我们证实了高效行动规划的实现和学习成本的降低。这些发现有助于人工智能和机器人控制技术的进步。
研究成果概要(中文):MIBP1 (HIVEP2) 基因编码一种 270 kDa 的蛋白质,通过与特定 DNA 序列结合,可充当转录因子。MIBP1 基因的功能丧失突变与智力障碍有关,这表明 MIBP1 对大脑的正常发育和功能至关重要。为了确定 MIBP1 蛋白转录调控的靶基因,我们尝试通过对各种细胞系进行基因组编辑,将 FLAG 标签序列插入内源性 MIBP1 基因。已建立的细胞系之一 M15 源自 HCT116 结肠癌细胞,具有野生型和编辑后的等位基因。TNF-alpha 治疗后,编辑后的等位基因和野生型等位基因均立即诱导 MIBP1 表达。mRNA 表达增加伴随着 FLAG 标记的 MIBP1 蛋白表达增强。基因组编辑的结果是,观察到了 mRNA 稳定性的变化。
研究成果の概要(英文):我提出了一个被动任务范式,以减少与任务相关功能MRI任务执行过程中认知负载的一种方法。我创建了一个实验范式,其任务刺激可用于诊断神经系统疾病,并进行了实际的测量,证明了其可行性。在数据分析中,使用来自队列研究的静止状态功能性MRI数据,1)我基于REM睡眠行为障碍的功能连通性生成了基于机器的疾病分类器,帕金森氏病的前途症状,2),并揭示了痴呆症,帕金森氏病和健康的老年人使用动态功能连接性的网络动态差异。
研究成果の概要(英文):这项研究试图阐明35S启动子序列特异性DNA甲基化的机制,目的是开发一种抗DNA甲基化抗性启动子,从而稳定非模型植物中的外国基因表达。具有各种改良35S启动子序列的单个副本的转基因绅士和烟草植物线,并分析了DNA甲基化。结果证实了35S增强子区域内214个基座的重要性。此外,在烟草中证实了通过转录活性丧失诱导DNA甲基化的诱导,在烟草中,未修饰的35S启动子没有诱导DNA甲基化。这些发现提出了两种物种之间DNA甲基化诱导的常见机制,并为开发DNA甲基化抗药性启动子提供了重要的垫脚石。
研究成果の概要(英文):该项目通过系统的文献综述和行为实验探索了主动感与被动感知的好处。我们的系统评价确定了来自四种不同感觉方式的86项相关研究。我们提取了使我们能够将感知结果与任务细节联系起来的数据,并发现尽管主动感知通常会提高感知准确性,但结果因感觉方式和任务而差异很大。在我们的行为实验中,我们使用了由机器人臂和感觉替代设备组成的2D对象大小估计任务。结果表明,认知参与提高了感知的准确性,但是在主动探索模式和被动模式之间没有显着差异。这项研究还强调了需要改进实验界面以进行更全面的研究。