温度依存性性決定の分子メカニズム

• Project/Area Number: 19040021
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 北野 健 Kumamoto University, 大学院・自然科学研究科, 准教授 (40336219)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥6,400,000 (Direct Cost: ¥6,400,000); Fiscal Year 2008: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000); Fiscal Year 2007: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
• Keywords: 性決定 / ヒラメ / メダカ / 性分化 / アロマターゼ

Research Abstract

温度依存性性決定は、魚類、両生類、爬虫類など変温動物の種類で確認されている生物現象であるが、その分子機構は不明である。そこで本研究では、温度依存性性決定機構を解析するために優れた特徴を持っているヒラメを用いて、温度依存性性決定の分子メカニズムの全貌を明らかにするために研究を行った。
1. コルチゾルが及ぼすアロマターゼ遺伝子め発現制御への影響
昨年度、コルチゾルが温度依存性性決定に関与し、遺伝的雌から雄への性転換を誘導することを明らかにした。そこで今年度は、コルチゾルがアロマターゼ遺伝子(エストロゲン合成酵素、雌への性分化に不可欠)の転写活性にどのような影響があるかをレポーターアッセイにより解析した。その結果、アロマターゼ遺伝子5'上流域のcAMP応答配列(CRE)を含むコンストラクトを用いた場合、コルチゾル受容体(GR)を介してレポーター活性が有意に抑制されることが分かった。
2. in vitroにおけるGRとアロマターゼ遺伝子5'上流域のCREとの結合性
実際に、GRとアロマターゼ遺伝子5'上流域のCREが結合するのかをin vitroで解析するため、ゲルシフトアッセイを行った。その結果、GRとCREとは直接、結合することが確認された。
3. in vivoにおけるGRとアロマターゼ遺伝子5'上流域のCREとの結合性
ヒラメ性分化時期に、GRとアロマターゼ遺伝子5'上流域のCREが結合しているのかを解析するため、ChIPアッセイを行った。その結果、雄化温度で飼育した個体の生殖腺では結合が観察され、雌化温度では認められなかった。これらの事から、雄化温度では、コルチゾルが直接、アロマターゼ遺伝子の転写活性を抑制している可能性が示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Mullerian inhibiting substance. is required for germ cell proliferation during early gonadal differentiation in medaka (2008)
  • Author(s): Shiraishi E.
  • Journal Title: Endocrinology 149(Oryzias latipies) Pages: 1813-1819
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cyp11b1 is induced in the murine gonad by luteinizing hormone/ human chorionic gonadotropin and involved in the production of 11-ketotestosterone, a major fish androgen ; conservation and evolution of androgen metabolic pathway (2008)
  • Author(s): Yazawa T.
  • Journal Title: Endocrinology 149 Pages: 1786-1792
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Tributyltin-binding protein type 1 has a distinctive lipocalin-like structure and is involved in the excretion of tributyltin in Japanese flounder, Paralichthys olivaceus (2008)
  • Author(s): Satone H.
  • Journal Title: Aquatic Toxicology 90 Pages: 229-238
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The mechanism of transcriptional regulation of Mullerian inhibiting substance in Japanese flounder (2008)
  • Author(s): Shirozu T.
  • Journal Title: Cybium 32(suppl)(Paralichthys olivaceus) Pages: 90-91
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The mechanism of transcriptional regulation of P450 aromatase gene by Fox12 in Japanese flounder (2008)
  • Author(s): Yamaguchi T.
  • Journal Title: Cybium 32(suppl)(Paralichthys olivaceus) Pages: 74-76
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Strain difference of cadmium accumulation by liver slices of inbred Wistar-Imamichi and Fischer 344 rats. (2008)
  • Author(s): Shimada H.
  • Journal Title: Toxicology in Vitro 22 Pages: 338-343
• [Journal Article] Size-selective junctional barrier and Ca2+independent cell adhesion in the testis of Cynops Pyrrhogαster: expression and function of occludin. (2008)
  • Author(s): Jin Y.
  • Journal Title: Molecular Reproduction and Development 75 Pages: 202-216
• [Journal Article] Tamoxifen induces masculinization of genetic females and regulates P450 aromatase and Mullerian inhibiting substance mRNA expression in Japanese flounder(Paralichthys olivaceus). (2007)
  • Author(s): Kitano T.
  • Journal Title: Molecular Reproduction and Development 74 Pages: 1171-1177
• [Journal Article] Follicle-stimulating hormone signaling and Fox12 are involved in trans criptional regulation of aromatase gene during gonadal sex differentiation in Japanese flounder, Paralichthys olivaceus. (2007)
  • Author(s): Yamaguchi T.
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications 359 Pages: 935-940
• [Journal Article] Purification and characterization of tributyltin binding protein type 2 from plasma of Japanese flounder, Paralichthys olivaceus. (2007)
  • Author(s): Oba Y.
  • Journal Title: Journal of Biochemistry 142 Pages: 229-238
• [Journal Article] Tributlyltin causes abnormal development in embryo of medaka, Oryzias latipes. (2007)
  • Author(s): Hano T.
  • Journal Title: Chemosphere 69 Pages: 927-933
• [Presentation] Toxicogenomics and sexual differentiation in fish (2008)
  • Author(s): Kitano T.
  • Organizer: 4th International Conference on Toxicogenomics
  • Place of Presentation: Incheon, Korea
  • Year and Date: 2008-11-08
• [Presentation] The mechanism of transcriptional regulation of P450 aromatase gene by Fox12 in Japanese flounder (Paralichthys olivaceus). (2007)
  • Author(s): Yamaguchi T.
  • Organizer: 8th International Symposium on Reproductive Physiology of Fish
  • Place of Presentation: St Malo, France
  • Year and Date: 2007-06-05
• [Book] Fish Reproduction(Involvement of endocrine and environmental factors in gonadal sex differentiation in gonochoristic fish.) (2007)
  • Author(s): Kitano T.
  • Publisher: Science Publishers