環境要因によりミジンコの性が雌雄に定位されるメカニズムの解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Spectrum of the Sex: a continuity of phenotypes between female and male |
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| Project/Area Number |
20H04923
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
加藤 泰彦 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (60415932)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | オオミジンコ / 性スペクトラム / ダブルセックス遺伝子 / エピゲノム / 長鎖非コードRNA / 翻訳制御 |
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| Outline of Research at the Start |
環境要因によりメスと遺伝的に同一のオスを産むオオミジンコにおいて、性スペクトラム上の位置がどのように雌雄に定位されるかを解明する。このために性がメスに規定される時にオス決定遺伝子Dsx1の発現が転写後レベル、エピゲノムレベルで抑制されるメカニズムを解析する。一方で、環境要因により性がメスからオスへシフトする時に長鎖非コードRNA、DAPALRによりDsx1の発現が脱抑制されるメカニズムを解析する。最終的に、転写後制御とエピゲノム制御の時間的順序関係を明らかにし、環境要因による性スペクトラム上の位置決定メカニズムを解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
環境要因により雄を産むオオミジンコでは、Dsx1 遺伝子の活性が減少すると性スペクトラム上の位置がオスからメスへと移動するが自然界では間性がほとんど観察されない。二値的な雌雄が産み出されるためには、メスでは Dsx1 が転写後調節、エピゲノムのレベルで抑制されていることを示唆するデータを得ていた。今年度は、RNA 結合タンパク質 CELF1 が Dsx1 mRNA の発現を転写後レベルで制御していることを見出した。CELF1 が結合すると予想される配列は、代表者らがこれまでに同定した Dsx1 mRNA の翻訳抑制を行う Shep の結合配列と同様に Dsx1 5´ UTR 内に存在し、また近接していることから CELF1 と Shep が協調して Dsx1 発現の転写後制御を行っている可能性が示唆された。一方で、エピゲノムレベルでの Dsx1 の制御メカニズムを解析するために、ポリコーム遺伝子、HP1 遺伝子のそれぞれのオーソログの解析を行なった。その結果、HP1 遺伝子が雌において Dsx1 遺伝子の発現を抑制してることを見出した。
本領域での成果から、オオミジンコにおいては良好な環境下ではオス決定遺伝子座Dsx1がHP1によってヘテロクロマチン化し、ストキャスティックに転写された場合においてもDsx1 mRNAのShep/CELF1による翻訳抑制が生じ性がメスに決定され、一方で環境ストレス下では長鎖非コードRNAダパールが発現し、これがヘテロクロマチン化、Dsx1の翻訳抑制を解除しDsx1発現を誘導することで性がオスに決定されること示唆するというモデルを提唱した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(46 results)
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[Presentation] Functional analysis of the lncRNA interacting protein CELF2 in regulating the sex-determining gene dsx1 in Daphnia magna2021
Author(s)
Tirta, Y. K., Adachi, S., Perez, C.A.G., Nong, Q.D., Natsume, T., Kato, Y., Watanabe, H.
Organizer
第22回日本RNA学会年会
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[Presentation] Sense-overlapping lncRNA as a decoy of translational repressor protein for dimorphic gene expression2021
Author(s)
Perez, C.A.G., Adachi, S., Nong, Q.D., Adhitama, N., Natsume, T., Wada, T., Kato, Y., Watanabe, H.
Organizer
第22回日本RNA学会年会
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[Presentation] 5' UTR-overlapping lncRNA unlocks Doublesex1 translation by evicting the RNA binding protein Shep2020
Author(s)
Perez, C.A.G., Adachi, S., Nong, Q.D., Matsuura, T., Natsume, T., Kato, Y., Watanabe, H.
Organizer
第43回日本分子生物学会年会
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[Presentation] Functional analysis of lncRNA interacting protein CELF2 in regulating the sex-determining gene dsx1 in Daphnia magna2020
Author(s)
Tirta, Y. K., Adachi, S., Sumi, S., Perez, C.A.G., Nong, Q.D., Matsuura, T., Natsume, T., Kato, Y., Watanabe, H.
Organizer
第43回日本分子生物学会年会
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