Genomic analysis of the YY supermale frog and identification of the mele-determining gene

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K07242
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 高瀬 稔 広島大学, 両生類研究センター, 准教授 (80226779)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 性決定 / 両生類 / ネッタイツメガエル

Outline of Annual Research Achievements

両生類では明らかにされていないXX/XY型性決定様式の雄決定遺伝子を同定するために、ネッタイツメガエルを材料として探索を行った。用いたネッタイツメガエルの性転換個体は雌雄共に繁殖可能であることから、遺伝的雌雄どちらも雄化遺伝子群と雌化遺伝子群の両方を併せ持っていると考えられる。つまり、生殖腺分化に関する雌雄の違いは雄決定遺伝子の有無によると考えられることから、作製したYY超雄およびXX雌についてゲノム解析を行い、雌雄間で比較した。その結果、雌雄間で異なる多くの塩基配列が認められたことから、雄決定遺伝子を絞り込むために生殖腺性分化時期に雄特異的に発現している遺伝子をRNA-seq解析により探索した。最初に、人工交配により作製した全雄幼生集団と全雌幼生集団の生殖腺を組織学的に解析し、性分化時期を特定した。次に、生殖腺のみを摘出することは技術的に難しいことから、性分化時期の生殖腺・腎臓・副腎についてRNA-seq解析を行った。また、生殖腺のみにおいて発現変化する遺伝子について手がかりを得るために、アンドロゲン処理により卵巣から精巣へ分化転換するツチガエル全雌幼生およびその対照群それぞれから摘出した生殖腺のみを用いたRNA-seq解析も併せて行った。
最終年度では引き続きRNA-seq解析を行い、得られた全てのRNA-seqデータの解析を行った。その結果、ネッタイツメガエルの全雄で発現している遺伝子は962個であり、descriptionとして明記された9個の転写因子遺伝子が含まれていた。同じく全雌で発現している遺伝子は857個であり、5個の転写因子遺伝子が含まれていた。それら転写因子遺伝子はお互いに重複しておらず、ツチガエルを用いたRNA-seq解析によって得られた精巣分化特異的転写因子遺伝子も含まれていなかった。今回同定された遺伝子は、今後の機能解析に大変有用であると考える。