| Project/Area Number |
19K06741
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 44040:Morphology and anatomical structure-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
Ogino Yukiko 九州大学, 農学研究院, 准教授 (00404343)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | アンドロゲン / 遺伝子重複 / 多様化 / 二次性徴 / メダカ / ゲノム重複 / 雄性形質 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、真骨魚類をモデルとし、アンドロゲン受容体(AR)遺伝子のゲノム重複に伴う重複・新機能獲得と、形態・神経機能における二次性徴形質の多様化との関連性の解明を進める。メダカAR変異体を用いた表現型解析から、形態・神経機能におけるARパラログの機能の相違を明らかにする。それぞれのARパラログがFLAGとの融合遺伝子として発現するノックインメダカを用いて、二次性徴発現過程における発現動態を解析する。さらにChIPseq、ATACseqを用いた連鎖解析によりARパラログ特異的なアンドロゲン応答ゲノム領域、下流標的遺伝子を同定し、ARパラログ特異的な転写制御機構を明らかにする。
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| Outline of Final Research Achievements |
Teleost fishes exhibit complex sexual characteristics in response to androgens. However, the molecular mechanisms underlying their evolutionary acquisition remain largely unknown. To address this question, we analyzed medaka mutants deficient in teleost-specific androgen receptor ohnologs (ara and arb). We found that both ara and arb are required in males to achieve efficient reproductive success; ara and arb are functionally redundant in the regulation of courtship display but have divergent roles in other morphological and behavioral sexual characteristics. Unexpectedly, both ar ohnologs are not essential for spermatogenesis in medaka, which may have permitted the ar evolution in teleosts by reducing part of the functional constraints on the gene(s). We also demonstrated that differences in transcriptional regulation and intracellular localization could account for the divergent roles of ar ohnologs in the development of the sexual characteristics of teleosts.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
これまで、重複遺伝子群は、祖先的な役割を保ちながら、役割を新たに獲得、あるいは分担することにより、より複雑な仕組みを作り上げると理解されてきた。本研究により、祖先遺伝子が担っていた役割を大胆に捨て、かつコピー数を増やして仕事の分担を進めて特殊化していったことにより、真骨魚類の多様化と繁栄をもたらした多様な二次性徴形質が獲得されたと考えられた。魚の美しさや行動の多様化と全ゲノム重複によるアンドロゲン受容体遺伝子の重複進化との関連性を詳細に示した最初の例であり、生物の性的特徴の多様化とゲノム進化の関係を探る上で大きな一歩を示した。
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