Identification of miRNA-mRNA network involved in regulation of the sex determination in lepidopteran insects

• Project/Area Number: 26292172
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Partial Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Insect science
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Suzuki Masataka 東京大学, 新領域創成科学研究科, 准教授 (30360572)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): AOKI Fugaku 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (20175160)
• Research Collaborator: SAKAI Hiroki ; KASASHIMA Megumi ; SEZUTSU Hideki ; HATAKEYAMA Masatsugu
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥14,560,000 (Direct Cost: ¥11,200,000、Indirect Cost: ¥3,360,000); Fiscal Year 2016: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2015: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2014: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 性決定 / 性分化 / microRNA / doublesex / カイコ / 発生分化 / 発現制御 / 昆虫 / miRNA / Ago1 / 発生 / dsx / let-7 / ショウジョウバエ

Outline of Final Research Achievements

To investigate whether microRNAs (miRNAs) are involved in sexual development of the silkworm Bombyx mori, we performed genome wide analysis for miRNAs that are highly expressed in the sex determination stage. The analysis identified that miR-2733i-3p is specifically expressed at the sex determination stage. Knockdown of miR-2733i-3p resulted in lower expression of the sex-determining gene Bmdsx in embryonic stage. in silico analysis predicted that Bmdsx is a possible target of miR-2733i-3p. Our validation analysis with reporter assays demonstrated that miR-2733i-3p binds to a target sequence in the Bmdsx 3’UTR and repress its translation. These results suggest that miR-2733i-3p may regulate sexual development of the silkworm by regulating the expression of Bmdsx.

Research Products

• [Journal Article] Morphological and histological structures of testes and ovaries in early developmental stages of the silkworm, Bombyx mori (2016)
  • Author(s): Sakai H, Kirino Y, Katsuma S, Aoki F, Suzuki MG.
  • Journal Title: Journal of Insect Biotechnology and Sericology Volume: 85 Pages: 15-20
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Transgenic Expression of the piRNA-Resistant Masculinizer Gene Induces Female-Specific Lethality and Partial Female-to-Male Sex Reversal in the Silkworm, Bombyx mori (2016)
  • Author(s): Hiroki Sakai, Megumi Sumitani, Yasuhiko Chikami, Kensuke Yahata, Keiro Uchino, Takashi Kiuchi, Susumu Katsuma, Fugaku Aoki, Hideki Sezutsu, Masataka G. Suzuki
  • Journal Title: PLOS Genetics Volume: 12(8) Issue: 8 Pages: e1006203-e1006203
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1006203
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] カブラハバチのtra-2及びdsxオルソログの同定とその発現解析 (2016)
  • Author(s): 峰 翔太郎, 畠山正統, 炭谷めぐみ, 青木不学, 鈴木雅京
  • Journal Title: 昆虫DNA研究会ニュースレター Volume: 25 Pages: 31-32
• [Journal Article] Morphological and histomorphological structures of testes and ovaries in early developmental stages of the silkworm, Bombyx mori. (2016)
  • Author(s): Hiroki Sakai, Yohei Kirino, Susumu Katsuma, Fugaku Aoki, Masataka G. Suzuki
  • Journal Title: Journal of Insect Biotechnology and Sericology Volume: 85 Pages: 15-20
  • NAID: 130005149780
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Characterization of gene expression in mouse embryos at the 1-cell stage (2016)
  • Author(s): Yamamoto R, Abe K, Suzuki Y, Suzuki MG, Aoki F.
  • Journal Title: Journal of Reproduction and Development Volume: 62 Issue: 1 Pages: 87-92
  • DOI: 10.1262/jrd.2015-131
  • NAID: 130005126315
  • ISSN: 0916-8818, 1348-4400
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Analysis of chromatin structure in mouse preimplantation embryos by fluorescent recovery after photobleaching (2016)
  • Author(s): Ooga M, Fulka H, Hashimoto S, Suzuki MG, Aoki F
  • Journal Title: Epigenetics Volume: 11 Issue: 1 Pages: 85-94
  • DOI: 10.1080/15592294.2015.1136774
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The first murine zygotic transcription is promiscuous and uncoupled from splicing and 3' processing. (2015)
  • Author(s): Abe, K., Yamamoto, R., Franke, V., Cao, M., Suzuki, Y., Suzuki, M.G., Vlahovicek, K., Svoboda, P., Schultz, R.M. and Aoki, F.
  • Journal Title: EMBO J. Volume: 34 Issue: 11 Pages: 1523-1537
  • DOI: 10.15252/embj.201490648
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Identification of a transformer homolog in the acorn worm, Saccoglossus kowalevskii, and analysis of its activity in insect cells. (2015)
  • Author(s): Suzuki MG, Tochigi M, Sakaguchi H, Aoki F, Miyamoto N.
  • Journal Title: Dev Genes Evol Volume: 未定 Issue: 3 Pages: 161-169
  • DOI: 10.1007/s00427-015-0498-z
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Functional analysis of sex-determination genes by gene silencing with LNA-DNA gapmers in the silkworm, Bombyx mori. (2015)
  • Author(s): Sakai H, Sakaguchi H, Aoki F, Suzuki MG.
  • Journal Title: Mech Dev Volume: 未定 Pages: 45-52
  • DOI: 10.1016/j.mod.2015.03.002
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A single female-specific piRNA is the primary determiner of sex in the silkworm (2014)
  • Author(s): Kiuchi T, Koga H, Kawamoto M, Shoji K, Sakai H, Arai Y, Ishihara G, Kawaoka S, Sugano S, Shimada T, Suzuki Y, Suzuki MG, Katsuma S.
  • Journal Title: Nature Volume: 509 Issue: 7502 Pages: 633-636
  • DOI: 10.1038/nature13315
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Effects of RNAi-mediated knockdown of histone methyltransferases on the sex-specific mRNA expression of Imp in the silkworm Bombyx mori (2014)
  • Author(s): Suzuki MG, Ito H, Aoki F.
  • Journal Title: Int J Mol Sci. Volume: 15 Issue: 4 Pages: 6772-6796
  • DOI: 10.3390/ijms15046772
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] ショウジョウバエの雌生殖器原基におけるlozengeの発現に必要なDSX結合シスエレメントの同定 (2016)
  • Author(s): 我満俊祐, 青木不学, 鈴木雅京
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30
• [Presentation] イエバエの雌決定遺伝子transformerは自己の雌型スプライシングを制御する (2016)
  • Author(s): 田中有沙, 青木不学, 鈴木雅京
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30
• [Presentation] 中枢神経系で発現するdoublesex標的遺伝子の探索 (2016)
  • Author(s): 高瀬 鍛, 青木不学, 鈴木雅京
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30
• [Presentation] カブラハバチのdoublesexオルソログの同定とその機能解析 (2016)
  • Author(s): 峰 翔太郎, 畠山正統, 炭谷めぐみ, 青木不学, 鈴木雅京
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30
• [Presentation] DSXはどのようにして生殖器の性分化を制御するか？ (2016)
  • Author(s): 鈴木雅京, 我満俊祐, 高瀬 鍛, 青木不学
  • Organizer: 第10回昆虫ワークショップ
  • Place of Presentation: 富士箱根ランド(静岡県田方郡)
  • Year and Date: 2016-08-30
• [Presentation] カブラハバチのdsxオルソログの同定とその機能解析 (2016)
  • Author(s): 峰 翔太郎, 鈴木雅京
  • Organizer: 第10回昆虫ワークショップ
  • Place of Presentation: 富士箱根ランド(静岡県田方郡)
  • Year and Date: 2016-08-30
• [Presentation] 中枢神経系で発現するdoublesex標的遺伝子の探索 (2016)
  • Author(s): 高瀬 鍛, 鈴木雅京
  • Organizer: 第10回昆虫ワークショップ
  • Place of Presentation: 富士箱根ランド(静岡県田方郡)
  • Year and Date: 2016-08-30
• [Presentation] 雄化を引き起こすカイコ遺伝子組換え系統の解析 (2016)
  • Author(s): 酒井弘貴, 鈴木雅京
  • Organizer: 第10回昆虫ワークショップ
  • Place of Presentation: 富士箱根ランド(静岡県田方郡)
  • Year and Date: 2016-08-30
• [Presentation] Transgenic expression of the Masculinizer gene induces female-specific lethality and abberrant sexual differentiation in the silkworm, Bombyx mori (2016)
  • Author(s): Hiroki Sakai, Megumi Sumitani, Yasuhiko Chikami, Kensuke Yahata, Keiro Uchino, Takashi Kiuchi, Susumu Katsuma, Fugaku Aoki, Hideki Sezutsu Masataka G. Suzuki
  • Organizer: 第60回日本応用動物昆虫学会大会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
  • Year and Date: 2016-03-26
• [Presentation] カブラハバチのtra-2及びdsxオルソログの同定とその発現解析 (2016)
  • Author(s): 峰 翔太郎、畠山正統、笠島めぐみ、青木不学、鈴木雅京
  • Organizer: 第60回日本応用動物昆虫学会大会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
  • Year and Date: 2016-03-26
• [Presentation] カイコの胚子期及び若齢幼虫における生殖巣の組織学的及び形態学的観察 (2016)
  • Author(s): 酒井弘貴、青木不学、鈴木雅京
  • Organizer: 平成28年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会
  • Place of Presentation: 京都工芸繊維大学
  • Year and Date: 2016-03-17
• [Presentation] Identification of novel sex-determining genes in insects and conserved gene regulatory networks governing sexual dimorphisms. (2016)
  • Author(s): Masataka G. Suzuki
  • Organizer: Joint Symposium on Integrated Biosciences between Zhejiang University and The University of Tokyo
  • Place of Presentation: 浙江大学紫金港校 中国浙江市
  • Year and Date: 2016-03-14
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Transgenic analysis of the functional role of Masculinizer in sexual differentiation of the silkworm, Bombyx mori (2016)
  • Author(s): Masataka G. Suzuki
  • Organizer: Collaborative studies on genomic diversity among bombycoid silkmoths in Asia
  • Place of Presentation: Centre for DNA Fingerprinting and Dignostics(CDFD) Hyderabad, India
  • Year and Date: 2016-02-22
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] カイコのDMRT遺伝子とその発現解析 (2016)
  • Author(s): 笠原良太, 青木不学, 鈴木雅京
  • Organizer: 第２回蚕糸・昆虫機能利用関東地区学術講演会
  • Place of Presentation: 宇都宮大学峰キャンパス(栃木県宇都宮市）
• [Presentation] イエバエの雌決定遺伝子transformerは自己の雌型スプライシングを制御する (2016)
  • Author(s): 田中有沙, 青木不学, 鈴木雅京
  • Organizer: 第２回蚕糸・昆虫機能利用関東地区学術講演会
  • Place of Presentation: 宇都宮大学峰キャンパス(栃木県宇都宮市）
• [Presentation] カブラハバチの性決定に関わる遺伝子の同定とその機能解析 (2016)
  • Author(s): 峰 翔太郎, 畠山正統, 炭谷めぐみ, 青木不学, 鈴木雅京
  • Organizer: 第２回蚕糸・昆虫機能利用関東地区学術講演会
  • Place of Presentation: 宇都宮大学峰キャンパス(栃木県宇都宮市）
• [Presentation] Femノックダウンが引き起こす卵巣の形態異常 (2016)
  • Author(s): 酒井弘貴, 青木不学, 鈴木雅京
  • Organizer: 第２回蚕糸・昆虫機能利用関東地区学術講演会
  • Place of Presentation: 宇都宮大学峰キャンパス(栃木県宇都宮市）
• [Presentation] カイコの性決定遺伝子の発現量を制御する microRNA の同定 (2015)
  • Author(s): 松野久美子・ 酒井弘貴・ 青木不学 ・鈴木雅京
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] 雄化を引き起こす解雇遺伝子組換え系統の解析 (2015)
  • Author(s): 酒井弘貴、笠島めぐみ、青木不学、瀬筒秀樹、鈴木雅京
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] カイコの性決定カスケードの解明とその機能解析 (2015)
  • Author(s): 酒井弘貴、笠島めぐみ、青木不学、瀬筒秀樹、鈴木雅京
  • Organizer: 平成27年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会
  • Place of Presentation: 北海道大学農学部
  • Year and Date: 2015-09-26
• [Presentation] カイコの性決定時期において性特異的発現を示すmicroRNAの網羅的探索 (2015)
  • Author(s): 松野久美子・ 酒井弘貴・ 青木不学 ・鈴木雅京
  • Organizer: 平成27年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会
  • Place of Presentation: 北海道大学農学部
  • Year and Date: 2015-09-26
• [Presentation] カイコの性分化と胚発生におけるImpの機能解析 (2015)
  • Author(s): 坂口穂奈美・酒井弘貴・青木不学・鈴木雅京
  • Organizer: 第１回蚕糸・昆虫機能利用関東地区学術講演会
  • Place of Presentation: 東京農工大学
  • Year and Date: 2015-02-26
  • Invited
• [Presentation] カイコにおけるFem の機能解析 (2015)
  • Author(s): 酒井 弘貴, 坂口 穂菜美, 青木 不学, 鈴木 雅京
  • Organizer: 第１回蚕糸・昆虫機能利用関東地区学術講演会
  • Place of Presentation: 東京農工大学
  • Year and Date: 2015-02-26
  • Invited
• [Presentation] カイコの培養細胞におけるlet-7 の発現と性決定カスケードへの関与 (2015)
  • Author(s): 松野久美子, 酒井 弘貴, 青木 不学, 鈴木 雅京
  • Organizer: 第１回蚕糸・昆虫機能利用関東地区学術講演会
  • Place of Presentation: 東京農工大学
  • Year and Date: 2015-02-26
  • Invited
• [Presentation] カイコにおけるFem の機能解析 (2014)
  • Author(s): 酒井 弘貴, 坂口 穂菜美, 青木 不学, 鈴木 雅京
  • Organizer: 第３７回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
  • Invited
• [Presentation] ギボシムシSaccoglossus kowalevskiiにおけるtransformerホモログの同定とそのdoublesexスプライシング調節因子としての機能について (2014)
  • Author(s): 鈴木 雅京, 栃木 真由子, 坂口 穂菜美, 小嶋 徹也, 青木 不学
  • Organizer: 第３７回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
  • Invited
• [Presentation] カイコの培養細胞におけるlet-7 の発現と性決定カスケードへの関与 (2014)
  • Author(s): 松野久美子, 酒井 弘貴, 青木 不学, 鈴木 雅京
  • Organizer: 第３７回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
  • Invited
• [Presentation] Identification of candidate master switch genes for sex determination in the silkworm, Bombyx mori (2014)
  • Author(s): Sakai H., Sakaguchi H., Aoki F., Suzuki M.G.
  • Organizer: The Seventh International Symposium on Molecular Insect Science
  • Place of Presentation: NH Grand Hotel Krasnapolsky アムステルダム, オランダ
  • Year and Date: 2014-07-13 – 2014-07-16
• [Presentation] Understanding of sex determination mechanism in insects and its application to pest control (2014)
  • Author(s): Suzuki M.G.
  • Organizer: The international workshop of RNA interference for gene expression analysis
  • Place of Presentation: Kasetsart University バンコク タイ
  • Year and Date: 2014-05-05 – 2014-05-11
  • Invited
• [Book] 生物の科学 遺伝 動植物の性別決定メカニズムの多様性 (2016)
  • Author(s): 市原健介, 河野重行, 三浦郁夫, 尾形光昭, 赤木剛士, 風間裕介, 石井公太郎, 阿部知子, 鈴木雅京, 明正大純, 酒泉満, 黒岩麻里
  • Total Pages: 432
  • Publisher: 株式会社NTS
• [Remarks] 資源生物制御学分野ホームページ
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/seigyo/
• [Remarks] 東京大学大学院新領域創成科学研究科ニュース
  • URL: http://www.k.u-tokyo.ac.jp/info/entry/22_entry506/
• [Remarks] UTokyo Research Research News
  • URL: http://www.u-tokyo.ac.jp/ja/utokyo-research/research-news/sperm-production-induced-in-female-silkworms.html
• [Remarks] 東京大学大学院新領域創成科学研究科先端生命科学専攻
  • URL: http://www.ib.k.u-tokyo.ac.jp/
• [Remarks] 東京大学大学院新領域創成科学研究科先端生命科学専攻 資源生物制御学分野
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/seigyo/
• [Remarks] 資源生物制御学分野研究室ホームページ
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/seigyo/
• [Patent(Industrial Property Rights)] 雌蚕致死カイコ系統 (2019)
  • Inventor(s): 鈴木雅京, 他
  • Industrial Property Rights Holder: 東京大学、農研機構
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2014-232218
  • Acquisition Date: 2019
• [Patent(Industrial Property Rights)] 雌蚕致死カイコ系統 (2014)
  • Inventor(s): 瀬筒秀樹, 勝間進, 木内隆史, 鈴木雅京
  • Industrial Property Rights Holder: 瀬筒秀樹, 勝間進, 木内隆史, 鈴木雅京
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2014-232218
  • Filing Date: 2014-11-14