Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
本研究課題では、Csdが直接相互作用する標的pre-mRNAの塩基配列や、Csdと標的RNA配列との結合親和性、Csdと標的pre-mRNAとの相互作用に必須のアミノ酸配列を同定する他、Csdの結晶構造解析を行いその立体構造を決定する。これらのデータを異なるアレル由来のCsdについて個々に取得し、それらを比較することにより、ヘテロとホモ・ヘミの間でCsdのスプライシング活性に質的な差が生じる分子メカニズムを明らかにすると共に、Csdのスプライシング活性に様々なアレル間差異が生じる分子的・構造的根拠を究明する。
csdは膜翅目昆虫に特有のポリアレリックな（多数の対立遺伝子から成る）性決定遺伝子であり、ヘテロ接合の場合にのみ下流遺伝子feminizer（fem）の雌型スプライシングを誘導し、個体の性を雌にすることが知られているが、その詳細な分子機構は不明である。本研究課題ではこの謎を明らかにするため、我々が独自に開発したin vitroアッセイ系を用いてCsdのスプライシング活性を様々な視点で評価することにした。まず、Csdの活性を対立遺伝子（アレル）毎に定量した結果、活性をもたないアレルを見出すことができた。活性をもたないアレルを組合せヘテロの状態で発現させると、Csdの活性が回復した。Csdとfem遺伝子由来のpre-mRNAとの結合能力を定量した結果、単一アレルの場合と比較してヘテロで発現させた場合の方がpre-mRNAとの結合能が高いことが判明した。このことから、Csdはヘテロ二量体を形成し、それによりfem pre-mRNAとの親和性を高めていることが予想された。この予測は、既往研究によって立てられた仮説と一致した。しかし、多くのCsdは単一アレル状態でもヘテロアレルの場合と同等の活性を示し、fem pre-mRNAとも十分量結合することがわかった。即ちcsdがヘテロの場合にのみ雌決定を誘導するとの定説を覆す結果が得られた。そこでCsdがfemの雄型スプライシングに及ぼす影響を調べたところ、Csdを単一アレルで発現させると、全ての場合においてfemの雄型スプライシングが起きてしまうが、ヘテロの場合はそれが効率よく抑制されることが判明した。以上の結果から、csdはヘテロの場合雄型Femが作られることを抑制することで雌分化を誘導し、csdが単一アレルの場合は雄型雌型両方のFemが作られ、雄型Femが雌型Femの機能を抑制することで雄分化が誘導されるとの新しいモデルが導かれた。
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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アグリバイオ
Volume: 6 Pages: 152-150
Insects
Volume: 12 Issue: 10 Pages: 849-849
10.3390/insects12100849
Volume: 5 Pages: 576-579
40022631901
Insect Biochem Mol Biol
Volume: 129 Pages: 103517-103517
10.1016/j.ibmb.2020.103517
BMC Dev
Volume: 20 Issue: 1 Pages: 19-19
10.1186/s12861-020-00224-2
Volume: 4 Pages: 676-679
40022338384
昆虫と自然
Volume: 55 Pages: 39-42
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https://www.ib.k.u-tokyo.ac.jp
http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/seigyo/index.html
https://www.k.u-tokyo.ac.jp/pros/person/masataka_suzuki/masataka_suzuki.html
https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/ja/people/people001665.html
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