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配偶戦略の性スペクトラムを生み出す分子神経基盤の解明

Publicly Offered Research

Project AreaSpectrum of the Sex: a continuity of phenotypes between female and male
Project/Area Number 20H04925
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionTohoku University (2021)
Okayama University (2020)

Principal Investigator

竹内 秀明  東北大学, 生命科学研究科, 教授 (00376534)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywordsオキシトシン / シングルセルトランスクリプトーム / 配偶者選択 / ソーシャルビジョン / Tet-ONシステム
Outline of Research at the Start

これまでにオキシトシンシステムに関わる遺伝子変異体を作成して行動解析を行った結果、これらの遺伝子を欠損すると、メスは異性の好みを失うことがわかった。一方でオスは同じ水槽で育った「親密なメス」に対する異常な好みを持つことを見出した。よってメダカにおいてオキシトシンはメスとオスで逆の効果を持つことを発見した。さらに網羅的遺伝子発現の結果、オキシトシンシステムの候補標的分子として、C1q複合体を構成する3つのサブユニット鎖を同定した。そこで本研究では脳発達期にオキシトシンシステムがC1qを活性化し、シナプスの刈り込みを介して神経ネットワークの性差を創出する可能性を検証する。

Outline of Annual Research Achievements

メダカにおいてはオキシトシンシステムは配偶戦略の性差が発現するために必須のシステムであり(Yokoi et al 2020 PNAS)、オキシトシンシステムの標的ニューロンの性差を解明すれば、配偶戦略の性差を生み出す分子神経基盤を解明できる可能性がある。本研究ではオキシトシンシステムの標的ニューロン(oxtr1 発現ニューロン)に性差があることを検証することを目的として、 oxtr1 発現ニューロンが存在する終脳/視さく前野と視蓋において scRNA-seq(シングルセルトランスクリプトーム)を行なった。研究開始当初、魚類ではゼブラフィッシュ稚魚でscRNA-seqが実施されているが (Nat Biotechnol 2018) 、成魚脳でscRNA-seqを実施された例がなかった。そこで、本研究ではまずメダカ成体脳を用いて、scRNA-seqの実験系構築を行った。メダカ終脳と視蓋を用いて細胞分離条件の検討を行い、最終的に、メダカ終脳メスから 4,786 細胞を回収し、 1 細胞あたり、 79,738 リード/cell、1,040 遺伝子/cell, 2,198UMI/cell のデータを取得できた。過去のゼブラフィッシュ幼魚の全脳 を用いた報告と比較して、メダカ成魚脳でscRNA-seqの実験系の確立に成功したと判断した。また終脳はクラスタリング解析から 14 種類に分類できることがわかり、oxtr1 発現ニューロンを含む細胞腫を同定した。次に、終脳/視さく前野と視蓋を対象にオスとメスのシングルセルトランスクリプトームを実施した。それぞれの組織から分離した細胞を 10X Genomics Chromium により、分取、バーコーディング、ライブラリー作製することに成功したが、現在、次世代シークエンサーを用いてシーケンスを実施中である。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

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。

Report

(2 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2022 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results) Book (2 results) Remarks (3 results)

  • [Int'l Joint Research] エモリー大学(米国)

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    • Author(s)
      Daimon M, Katsumura T, Sakamoto H, Ansai S, Takeuchi H*
    • Journal Title

      Research square (preprint)

      Volume: 0

    • DOI

      10.21203/rs.3.rs-1368136/v1

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    • Open Access
  • [Journal Article] A modified Tet-ON system minimizing leaky expression for cell-type specific gene induction in medaka fish2021

    • Author(s)
      Hosoya O, Chung M, Ansai S, Takeuchi H*, Miyaji M*
    • Journal Title

      Dev Growth Differ

      Volume: 63 Issue: 8 Pages: 397-405

    • DOI

      10.1111/dgd.12743

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    • Organizer
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    • Organizer
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    • Author(s)
      竹内秀明
    • Organizer
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    • Author(s)
      Yokoi S*, Isoe Y, Wang MY, Daimon M, Okuyama T, Takeuchi H*
    • Publisher
      Springer Nature
    • ISBN
      9781071623206
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    • Publisher
      Springer Nature
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  • [Remarks] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/Takeuchi

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    • URL

      https://sites.google.com/view/molecular-ethology-laboratory

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Published: 2020-04-28   Modified: 2022-12-28  

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