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2015 Fiscal Year Annual Research Report

脊椎動物における温度依存型性決定初期因子、及び下流シグナルネットワークの解明

Research Project

Project/Area Number 13J04135
Research InstitutionThe Graduate University for Advanced Studies

Principal Investigator

谷津 遼平  総合研究大学院大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords温度依存型性決定 / TRP / TSD / アメリカアリゲーター
Outline of Annual Research Achievements

採択者を中心とした日米の国際研究チームは米国原産のアメリカアリゲーターをモデルとして温度依存型性決定を解明すべく、共同研究を行った。ワニの全ての温度受容膜チャネル「TRP」のサブタイプを単離し、ワニのTRPチャネルをパッチクランプ法により機能解析した結果、雄の性決定温度領域と近い温度で閾値を示すTRPV4チャネルを見出した。性決定への関与を実証するため、TRPV4チャネル活性を制御する薬剤を発生時期の卵に直接塗布し、性分化への影響を調べた。その結果、雄になる温度で孵卵し、薬剤によりTRPV4チャネルの活性を抑制すると、精巣分化(雄化)に重要な遺伝子の発現が特異的に抑制され、雌化(卵巣化や卵管の発達など)した個体が認められた。さらに雌誘導温度で孵卵してTRPV4チャネルの活性化剤を塗布した場合、精巣分化に関与する遺伝子の発現が生殖腺で誘導された(雄化)。生殖腺の精巣への分化にはTRPV4が温度受容因子としての関与する重要な結果が得られた、研究成果を国際誌であるScientific Reportsに発表した(Yatsu et al., 2015)。研究成果は国内のみならず、海外でも30もの海外ニュースサイト等で報道され注目を集めた。雄および雌に発生する温度で孵卵し、いろいろな発生段階での生殖腺における遺伝子発現をRNAseqで網羅的に調べるため、性決定直前から性分化の期間中のトランスクリプトーム解析を行った。遺伝子発現の雌雄差を発生段階ごとに比較解析した結果、性決定に重要と思われる候補遺伝子を見出した。雌雄で発現の差がある興味深い遺伝子として、KDM6BやJARID2等のヒストン修復、UCP2等のエネルギー代謝、及びC/EBPA等の転写制御に関連する遺伝子を見出した。エピジェネティクスや代謝制御など広範囲の温度影響・細胞活動が性決定時期に重要であることが予測され、国際誌であるBMC Genomicsに発表した(Yatsu et al. , 2016)。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Remarks

基礎生物学研究所・生理学研究所によるプレスリリース

  • Research Products

    (9 results)

All 2016 2015 Other

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

  • [Int'l Joint Research] サウスカロライナ医科大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      サウスカロライナ医科大学
  • [Journal Article] RNA-seq analysis of the gonadal transcriptome during Alligator mississippiensis temperature-dependent sex determination and differentiation.2016

    • Author(s)
      Yatsu R, Miyagawa S, Kohno S, Parrott BB, Yamaguchi K, Ogino Y, Miyakawa H, Lowers RH, Shigenobu S, Guillette LJ Jr, Iguchi T.
    • Journal Title

      BMC Genomics

      Volume: 17 Pages: 77

    • DOI

      10.1186/s12864-016-2396-9

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Identification and characterization of the androgen receptor from the American alligator, Alligator mississippiensis.2015

    • Author(s)
      Miyagawa S, Yatsu R, Kohno S, Doheny BM, Ogino Y, Ishibashi H, Katsu Y, Ohta Y, Guillette LJ Jr, Iguchi T.
    • Journal Title

      Endocrinology

      Volume: 156 Pages: 2795-806

    • DOI

      10.1210/en.2015-1037

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] TRPV4 associates environmental temperature and sex determination in the American alligator.2015

    • Author(s)
      Yatsu R, Miyagawa S, Kohno S, Saito S, Lowers RH, Ogino Y, Fukuta N, Katsu Y, Ohta Y, Tominaga M, Guillette LJ Jr, Iguchi T.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 5 Pages: 18581

    • DOI

      10.1038/srep18581

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Elucidation of molecular mechanism underlying temperature-dependent sex determination in Alligator mississippiensis2015

    • Author(s)
      Ryohei Yatsu, Shinichi Miyagawa, Satomi Kohno, Shigeru Saito, Makoto Tominaga, Shuji Shigenobu, Louis J. Guillette Jr., and Taisen Iguchi
    • Organizer
      The 63rd NIBB Conference "Environment to Bioresponse"
    • Place of Presentation
      基礎生物学研究所(岡崎)
    • Year and Date
      2015-11-30 – 2015-12-02
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] アメリカアリゲーター(Alligator mississippiensis)を用いた温度依存型性決定の研究2015

    • Author(s)
      谷津遼平、宮川信一、河野郷通、齋藤茂、荻野由紀子、山口勝司、勝義直、太田康彦、重信秀治、富永真琴、Louis J. Guillette, Jr.、井口泰泉
    • Organizer
      ユニークな少数派実験動物を扱う若手が最先端アプローチを勉強する会
    • Place of Presentation
      基礎生物学研究所(岡崎)
    • Year and Date
      2015-08-18 – 2015-08-19
  • [Book] Reproductive and Developmental Strategies: the Continuity of Life. Part 2: Diversity in Sex Differentiation.2016

    • Author(s)
      Miyagawa S, Yatsu R, Iguchi T.
    • Total Pages
      in press
    • Publisher
      Springer
  • [Remarks] 温度でオスとメスが決まるミシシッピーワニの性決定の仕組みにはTRPV4チャネルが関与する

    • URL

      http://www.nibb.ac.jp/press/2015/12/24.html

  • [Remarks] 温度でオスとメスが決まるミシシッピーワニの性決定の仕組みには TRPV4チャネルが関与する

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/release/2015/12/_trpv4.html

URL: 

Published: 2016-12-27  

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