2016 Fiscal Year Annual Research Report
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16J03203
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
菊池 結貴子 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2016-04-22 – 2019-03-31
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| Keywords | 性差 / 魚類 / 脳 / 性転換 / 性的可逆性 / エストロゲン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
メダカの脳内の、性行動を支配するとされる領域でメスだけに存在する巨大な神経細胞「FeSPニューロン」に注目して研究を進めた。FeSPニューロンが魚類の脳の性転換カスケードの一翼を担うという仮説の元、その機能と制御機構を明らかにすることを研究の目的とした。
FeSPニューロンの機能については、FeSPニューロンでエストロゲン依存的に発現する遺伝子を網羅的に探索し、新たに5つの遺伝子を見出した。これら5つについて、その正体を特定し、脳全体での発現パターンを明らかにした上で、ゲノム編集法を用いたノックアウト系統の作製に着手した。
FeSPニューロンの制御機構については、以下の解析を行った。①透過型電子顕微鏡を用い、FeSPニューロンの細胞内構造を詳細に観察することを試みた。現在も解析を続行中である。②各種のヒストン修飾と、転写を促進するRNAポリメラーゼの化学修飾を認識する抗体を用いて免疫組織化学を行った。すると、4つの化学修飾について、FeSPニューロンで周囲の他のニューロンよりも免疫陽性シグナルが有意に高かった。これにより、FeSPニューロンでは転写を促進する化学修飾が亢進していることが示唆された。③メスのメダカにおいて、体内のエストロゲンの有無によるFeSPニューロンの細胞体・核の大きさの違いを検証したところ、FeSPニューロンの細胞体と核はエストロゲンが消失すると小型化し、エストロゲンを投与すると大型化することが示された。一方、FeSPニューロンは本来オスのメダカ二は存在しないが、エストロゲン投与によって出現することが以前から知られていた。今回、細胞分裂を検出する免疫組織化学により、この出現の際には細胞分裂が起きていないことを明らかにした。この結果から、FeSPニューロンとなりうる細胞群は雌雄どちらにも存在し、エストロゲンによって活性化され大型となることが示唆された。
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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
FeSPニューロンでエストロゲン依存的に発現する遺伝子を見出し、化学修飾や形態の特徴についても知見を得たことで、解析研究目的であるFeSPニューロンの機能、制御機構のどちらに関しても着実にデータを積み重ねることができた。また、FeSPニューロンでエストロゲン依存的に発現する遺伝子のノックアウト個体の作出、FeSPニューロンの細胞内構造の観察にも着手しており、来年度以降の研究に活かせるツールや手法の確立も順調に進行している。以上のことから、「おおむね順調に進展している」とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
FeSPニューロンでエストロゲン依存的に発現する遺伝子を5つ見出すことができたので、これらのノックアウトメダカをライン化し、その表現型を解析することによってFeSPニューロンの機能について新たに知見を得る。
また、FeSPニューロンの細胞内構造を詳細に観察し、細胞体と核がどのような構造によって大型化しているのか明らかにする。FeSPニューロンで亢進していると考えられる化学修飾について、エストロゲンの消失に伴う量の変化を観察する。これらによって、FeSPニューロンの制御機構についても解析を進める。
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