| Project/Area Number |
22K19166
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 39:Agricultural and environmental biology and related fields
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
Suzuki Masataka 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (30360572)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中 秀司 鳥取大学, 農学部, 准教授 (00443846)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 性決定 / 性分化 / 雄決定遺伝子 / 雌決定遺伝子 / piRNA / W染色体 / マイマイガ / embryonic RNAi / オス決定遺伝子 / メス決定遺伝子 / 多様性 / 性決定遺伝子の進化 / 共生細菌 / 進化 / 有性生殖 |
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| Outline of Research at the Start |
生物間で普遍的なプロセスに関わるメカニズムやその責任遺伝子には強固な保存性がみられる。一方、性はあらゆる多細胞生物において普遍的にみられるにも関わらず、性決定プロセスには驚異的な多様性がみられる。有性生殖の根幹に関わるプロセスになぜ多様性が生じるのか、様々な仮説が立てられてきたが、実証されたケースは稀である。この謎の解明に挑戦すべく、本研究課題では申請者が今までの研究を通して辿り着いた「共生細菌と宿主のせめぎ合いが性決定プロセスに多様化をもたらす」との仮説を検証する。本研究が成功すれば、共生細菌に対抗するためも宿主が進化させた性決定機構の多様化プロセスを解明できる。
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| Outline of Final Research Achievements |
This study has revealed that the female and male determinants of the sponge moth, Lymantria dispar, which have been a mystery for more than a century, are Fet-W and LdMasc, respectively, and that Fet-W produces piRNAs that target LdMasc, which in turn degrades LdMasc mRNA, thereby suppressing male differentiation in females. and that female differentiation is achieved by suppressing LdMasc mRNA. By carrying out analyses on wild-region populations of the sponge moth, we found regional differences in Fet-W copy number and its expression. Similar regional differences were also found for LdMasc. We also found a number of genes on the W chromosome derived from LdMasc, and obtained evidence suggesting that they may function as female-determining genes.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究によりマイマイガの性決定遺伝子には種内多型がみられることが分子レベルで解明された。この発見は、性決定機構に驚異的な多様性が生まれる仕組みを理解する上で重要な手がかりを与える。また、性決定遺伝子の多型は性決定能の多型を生み出し、その結果異なる地域集団の交配が性転換をもたらす事例を発見した。この発見は、性決定機構が多様性を示す適応的意義の理解に繋がる。本研究により、雄決定遺伝子から派生したW染色体上の遺伝子が雌決定能を有する可能性が見出された。本発見は、雄決定遺伝子から派生した遺伝子が新たに雌決定遺伝子としての機能を獲得する進化のプロセスを理解する上で重要な手がかりとなる。
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