| Project/Area Number |
22K20669
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0703:Biology at organismal to population levels and anthropology, and related fields
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
千頭 康彦 基礎生物学研究所, 進化発生研究部門, 研究員 (10963704)
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| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2023-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 性決定 / 性分化 / 昆虫類 / マダラシミ / 機能進化 |
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| Outline of Research at the Start |
動物の性差の形成では、まず卵巣をもつか精巣をもつかが決定 (一次性決定) された後、体の各部位の性が決定 (二次性決定) される。昆虫類の研究は、これら二段階が共通の分子基盤で制御されることを示してきた。一方、無翅昆虫の一種マダラシミでは、一次メス決定と二次メス決定が異なるメカニズムに依拠することを示唆する結果が得られている。本課題では、マダラシミを題材に「一次性決定と二次性決定の分子基盤は何が違うのか」という問いにアプローチする。具体的には、トランスクリプトームとプロテオームといった大規模解析技術と遺伝子機能解析技術から、マダラシミの一次メス決定と二次メス決定に関わる因子群の同定を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
動物の性決定は、生殖巣を卵巣と精巣のいずれかにするかという一次性決定と、それ以外の器官の性を決定する二次性決定という二つに大別される。本課題では、昆虫類においてこれら 2 つの性決定メカニズムにどのような違いがあるのかを機能ゲノミクスの観点から解析した。具体的には、昆虫進化史の早い段階に分岐したシミ目に属すマダラシミ Thermobia domestica を対象とし、その性決定遺伝子のゲノム編集系統の作製を行なった。その結果、ノックアウトホモのメスにおいて卵巣が形成不全になるにもかかわらず、その他の器官は正常であることが明らかとなった。このノックアウトにより、生殖巣とその他の器官の性差が如何に影響を受けているのかをトランスクリプトーム解析によって検討した。さらに、マダラシミの性決定メカニズムを明らかにするため、トランスクリプトーム解析を通常の雌雄で行ない、メスで高発現していた 43 遺伝子を幼虫期 RNA 干渉法にて解析した。この結果、13 遺伝子が性決定に関与する可能性があることが明らかとなった。これらの結果により、一次性決定と二次性決定が共通の分子基盤をもつとされてきた他の昆虫類の性決定とは、マダラシミの性決定メカニズムが一線を画すことが示唆された。さらに、本課題により、昆虫類における性決定メカニズムの進化研究の要たるマダラシミにおいて一次性決定と二次性決定のメカニズムレベルでの差異を解析するために必須な基盤を整備することができた。
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