Gsdfから性決定遺伝子へ独立に進化した3種のメダカの性決定遺伝子誕生機構の解明

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K15161
• Research Institution: University of Shizuoka
• Principal Investigator: 明正 大純 静岡県立大学, 食品栄養科学部, 助教 (00781808)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 性決定遺伝子 / メダカ属 / Gsdf

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、脊椎動物にみられる性決定遺伝子の多様性を理解するために、性決定遺伝子が頻繁に交代するメダカ属において、常染色体のGsdfから独立に性決定遺伝子に進化した、性決定遺伝子がGsdf である3 種のメダカ（ルソンメダカ、ペクトラリスメダカ、長崎産ミナミメダカ）を用いて、性決定遺伝子誕生の分子機構を特定しその共通性を解明することを主目的とした。本年度の成果の概要は以下の通りである。
1. ペクトラリスメダカの性決定遺伝子GsdfbY
孵化後の生殖巣の観察により、孵化直後に生殖細胞数の二型（XX.>XY）が見られた。この結果から、既に生殖巣の発生パターンが明らかになっているミナミメダカと同様の孵化前後に性決定遺伝子が機能することを明らかにした。そして、重複によって生じたGsdfbYの発現パターンを解析するために、常染色体上のGsdfと区別できる定量PCRの測定系を確立した。この方法によって、常染色体のGsdfが生殖巣特異的な発現パターンを持つのに対し、GsdfbYの発現量が一定のユビキタスな発現パターンを持つことを明らかにした。
2. 性分化関連遺伝子の定量PCRによる測定系の確立
3種の性決定遺伝子機能後に働く、性分化に関連する遺伝子の順序である性決定カスケードの変化と共通性を明らかにするため、ミナミメダカにおいて生殖巣の発生過程で発現量に性差が報告されている10以上の性分化関連遺伝子の定量PCRによる測定系を確立した。その結果、Dmyを性決定遺伝子に持つミナミメダカの近交系のHd-rR系統において6つの性分化関連遺伝子(Gsdf, Dmrt1, Scp3, Figa, Foxl3, Amhr2)に発現量の性差が存在することを明らかにした。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

性決定遺伝子がGsdf である3 種のメダカ（ルソンメダカ、ペクトラリスメダカ、長崎産ミナミメダカ）を用いて、性決定遺伝子誕生の分子機構を特定しその共通性を解明は以下の3種において4つの行程を同時並行して行っている。
1.生殖巣の生殖細胞数の二型が見られる時期からの性決定遺伝子の機能時期の推定。2.性決定遺伝子の発現時期と場所の決定。3.性決定遺伝子の下流で働く性決定カスケードの解明。4.性決定遺伝子の原因となった塩基配列の特定。
「研究実績の概要」には示していないが1-4の行程も順調に進んでいることから(2)と判断した。
また、2つ性決定遺伝子の実態調査として、長崎産ミナミメダカの現地調査を行った。2つの性決定遺伝子が共存していることの再確認と、周辺のメダカの生息状況も概ね確認できたので引き続き調査を行う予定である。

Strategy for Future Research Activity

今後の研究計画に変更はなく、性決定遺伝子がGsdf である3 種のメダカ（ルソンメダカ、ペクトラリスメダカ、長崎産ミナミメダカ）を用いて、性決定遺伝子誕生の分子機構を特定しその共通性の解明を行う。3種それぞれで進行の程度は異なるが、引き続き以下の4つの行程を同時並行して行う。
1.生殖巣の生殖細胞数の二型が見られる時期からの性決定遺伝子の機能時期の推定。2.性決定遺伝子の発現時期と場所の決定。3.性決定遺伝子の下流で働く性決定カスケードの解明。4.性決定遺伝子の原因となった塩基配列の特定。