2015 Fiscal Year Research-status Report
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15K07137
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
中村 正久 早稲田大学, 教育・総合科学学術院, 教授 (40130025)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | AR遺伝子 / 性決定 / 遺伝子改変 / 転写調節領域 / 生殖細胞 / 体細胞 / 性転換 / 転写調節因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脊椎動物の性は性染色体の組み合せ(雄へテロXX/XY型と雌へテロZZ/ZW型)、即ち、Y 或は W 染色体の性決定遺伝子で遺伝的に決まると考えられている。ところが、遺伝的に性が決定しても種によってはステロイドホルモンで性が転換する。この事実は、脊椎動物の性に可塑性があること、また、性転換する動物ではステロイドホルモンとその受容体が性決定の主役になり得ることを示している。日本のツチガエルには４つの地方集団が存在する。４集団では、東、中央、西の３集団が XY型、北集団はZW型である。 我々は最近、ツチガエルのAR遺伝子は性染色体(X,Y,Z,W)にあること、また、W染色体のAR遺伝子(W-AR)の転写調節領域の塩基配列には多くの変異があり、それが原因で殆ど発現せず、その結果、雄(ZZ)：雌(ZW)の発現比が 2:1になることを見つけた。この発現比は、雌雄胚どちらの生殖腺形成においても都合がよい。そこで、雌(ZW)受精卵にアンドロゲン受容体(Z-AR)遺伝子を導入し、過剰発現させた。その結果、雌が性転換して卵精巣様を形成した。この事実は、ツチガエルの性がAR遺伝子の発現量によって決まる可能性を示している。本研究は、(1) AR遺伝子の発現量で性が決まる可能性を示すこと、更に、(2) AR遺伝子の転写因子を見出すことを目的としている。(1) については、広島大・山本教授との共同研究でTALEN法によるAR遺伝子導入用のDNAコンストラクトを構築し受精卵への導入を試みたが、ツチガエルの繁殖期がわずか２ヶ月であるため27年度は解析が可能な充分量の卵に導入できなかった。一方、(2) に関しては、Z-ARは普通に発現するが、W-ARは発現しないため、転写調節領域に生じた変異の可能性が高いと考え、中央集団XY型と北集団ZW型に属するできるだけ多くの地方集団を集め、塩基配列を解析中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究目的、(1) AR遺伝子の発現量で性が決まる可能性を示すことについては、研究期間の初年度におけるAR遺伝子の改変による解析は様々な条件検討と産卵期間が短かったため、AR遺伝子の導入卵数が少なく充分な解析には至っていないものの、今年度の解析の準備は完了しているので解析に充分な導入卵数を得ることが可能であるため、成果が得られると期待している。(2) AR遺伝子の転写因子を見出すことについては、X,Y,Z,W 染色体上のAR遺伝子の転写領域を比較検討するため、中央及び北集団に属する多くの地方に生息するツチガエルを採集した。現在、２集団で30以上の系統を集めることに成功し、転写調節領域の塩基配列を解析中である。本年度も、別の20以上の系統を採集する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究目的、(1) AR遺伝子の発現量で性が決まる可能性を示すことについては、AR遺伝子の改変結果の解析のための準備は完了しているので繁殖期の到来を待って、採集を行い良質の受精卵を得ることによって、研究の進捗が期待できる。また、(2) AR遺伝子の転写因子を見出すことについては、現有の系統及び新規に採集する系統を合わせると50以上の系統を得ることが可能になるため、それらの系統の性染色体上にあるAR遺伝子の転写調節領域の塩基配列を詳細に解析すれば、どの変異によってAR遺伝子の発現が殆ど発現しなくなっているかが判明できる、換言すればどの配列にAR遺伝子の転写調節因子が結合するかが判ることになるため、本年度は標的配列を絞り込むことができると考えている。
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| Causes of Carryover |
当初の計画は、消耗品費、特にその中で、AR遺伝子の転写調節領域の塩基配列の決定に使用するシーケンス代について、当初の計画よりサンプル数が少なかったため、次年度使用額が生じている。また旅費（採集費）については、良質な人工受精卵を得るために幾度も北陸地方に出かける必要があること、また、中央集団及び北集団の地方系統を採集してAR遺伝子の転写調節領域をより多く且つ精度を上げて解析するために次年度使用額が必要と考えた結果である。次年度使用額は DNAシーケンス代とツチガエルの採集費に充てることで解消する。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
使用計画：次年度使用額は次の(1)(2)に充てる。(1)AR遺伝子の転写調節領域の塩基配列の決定のためDNAシーケンス代（含DNA合成酵素代）。現在、DNAシーケンス代は当研究室内で行う場合と外注によってシーケンスを行う費用は殆ど変わらないため、外注による塩基配列の決定を考えている。(2)ツチガエル地方系統の採集費。まず、AR遺伝子の転写調節領域の塩基配列決定のためのシーケンス代は次年度に増加することが見込まれるため、それに充てる。また、ツチガエル中央集団（高山市、美濃加茂市、多治見市など）及び北集団（塩尻市、松本市、安曇野市など）の地方系統の採集をする必要があるのでその費用にも充てる予定である。
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[Journal Article] Molecular cloning and characterization of oocyte-specific Pat1a in Rana rugosa frogs2015
Author(s)
Yoriko Nakamura, Takehiro Iwasaki, Yosuke Umei, Kazuhiro Saotome, Yukiko Nakajima, Shoichi Kitahara, Yoshinobu Uno, Yoichi Matsuda, Akira Oike, Maho Kodama, Masahisa Nakamura
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Journal Title
J Exp Zool-A
Volume: 323
Pages: 516-526
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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