メダカの求愛パフォーマンスを規定する性染色体遺伝子の同定

• Project/Area Number: 22K19198
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 40:Forestry and forest products science, applied aquatic science, and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 大久保 範聡 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (10370131)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000); Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
• Keywords: 性染色体 / 魚類 / 生殖パフォーマンス / 脳

Outline of Research at the Start

我々は最近、性染色体がメス型のオスのメダカは、通常のオスよりもメスに「モテない」ことを見出した。この発見は、性染色体の構成が、オスの求愛に関する何らかのパフォーマンスを左右し、オスのモテ度に影響することを意味する。魚類では従来、性染色体構成は雌雄の生殖パフォーマンスに影響しないとされてきたが、その通説に一石を投じる可能性がある発見である。そこで本研究では、オスの求愛パフォーマンスを規定する性染色体上の遺伝子を同定することに挑戦する。

Outline of Annual Research Achievements

我々は最近、性染色体がメス型（XX）のオスのメダカは、通常のXYのオスよりもメスに「モテない」ことを見出した。XXオスは機能的な精子を作り、外部形態や求愛の頻度も、通常のXYオスと変わらない。にも関わらず、明らかにメスから受け入れられにくいのである。この発見は、性染色体の構成が、オスの求愛行動に関する何らかのパフォーマンスを左右し、オスのモテ度（つまり、適応度）に影響することを意味する。この発見を素直に解釈すると、メダカの性染色体上に、オスの求愛パフォーマンスを規定する中枢性の（脳で作用する）遺伝子が存在することになる。そこで本研究では、その遺伝子の同定に挑戦することとした。

まずはXXオスとXYオスの求愛ダンスのスピードを比較解析したところ、XXオスの方がスピードが遅いことが明らかとなった。この結果は、XXオスの方が求愛のダンスが下手であることを示唆しており、このことがXXオスが「モテない」原因となっている可能性が考えられた。次に、XXオスとXYオスの脳でトランスクリプトーム解析を行い、それらのオスの脳の間で発現量に差があり、かつ性染色体上に存在する遺伝子を探索した。その結果、XXオスで発現が低下している性染色体上の遺伝子が34種類見出された。これらの中に、求愛パフォーマンスを規定する遺伝子が存在することが期待される。また、脳内の特定の領域でのエストロゲン受容体の発現がXYオスよりもXXオスで低くなっていることが分かった。もしかしたらXXオスでは、脳でのエストロゲンの作用の低下が、求愛パフォーマンスの低下をもたらしているかもしれないと考えられた。