2018 Fiscal Year Annual Research Report
魚類の新規性決定遺伝子同定からみえる性決定と内分泌のクロストーク
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18H02277
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
菊池 潔 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (20292790)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 性決定 / 魚類 / 性決定遺伝子 / 内分泌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1) 多個体を用いた領域特異的解析による性決定遺伝子の同定
連鎖不平衡マッピングで統計学的に有意な結果を得るためには、多数の個体を解析する必要がある。しかし、多数個体について全ゲノム配列を決定することは、費用の面で難しい。そこで2018年度は、エクソーム解析で使われるターゲットエンリッチメント法を改変して、対象となるゲノム領域をしぼった解析をおこなった。まず、既存方法では困難であった「5kb程度のゲノムDNA断片の濃縮」ができるように、方法の改変をおこなった。次に、この改変法に通常のAmplicon sequencing法を組み合わせて、野生カンパチを対象とした関連解析をおこなった。その結果、カンパチの性決定遺伝子候補をひとつに絞り込むことに成功した。この遺伝子はその構造から、性ホルモンの代謝に関わる可能性が高いと考えられた。
2) 性ホルモンに依存した性決定の解明
「性ホルモンに依存した性決定」の実在と遍在性を明らかとするための第一歩として、2018年度は、クサフグの性決定遺伝子候補であったAppl1を対象とし、その機能欠失体（変異導入世代）をゲノム編集法で作出することをこころみた。一方で、長鎖型次世代シーケンサーを用いて、短鎖型シーケンサーでは捉えられない構造多型をクサフグがもつ可能性を検討した。その結果、クサフグはこれまで未同定だったオス特異的なゲノム領域をもち、これがAppl1の近傍にあることがわかった。Appl1ではなく、その近傍にあるオス特異的な遺伝子が性を決定している可能性が高まった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
採集したサンプルのDNA品質が予想外に低くかったため、追加採集の必要が生じて研究進展が遅れた。一方で、カンパチの性決定遺伝子候補をひとつに絞り込むことに成功した。この発見は、前述の遅れを補ってあまりある成果である。
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| Strategy for Future Research Activity |
1) 多個体を用いた領域特異的解析による性決定遺伝子の同定
2018年度は、ターゲットエンリッチメント法改変とAmplicon sequencing法を組み合わせて、対象となるゲノム領域をしぼった関連解析解析をカンパチについて成功させた。2019年度は、クサフグの性決定遺伝子座領域にも本手法を適用し、その性決定遺伝子候補を絞り込む。さらに、得られたデータを集団遺伝学的解析にふし、性決定領域にのこる選択の痕跡を明らかとする。
2) 性ホルモンに依存した性決定の解明
2018年度の解析により、カンパチの性決定遺伝子が性ホルモンの代謝に関わる可能性が浮上した。そこで今年度は、当該遺伝子の機能解析により、その性ホルモン代謝能を明らかとする。また、クサフグに関する2018年度の解析の進展により、Appl1の近傍にある遺伝子が性を決定している可能性が高まった。そこで今年度は、これら新たな候補遺伝子の機能欠失体をゲノム編集法で作出して、その役割を明らかとする。
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Research Products
(22 results)
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[Journal Article] Identification of the sex-determining locus in grass puffer (Takifugu niphobles) provides evidence for sex-chromosome turnover in a subset of Takifugu species.2018
Author(s)
60.Ieda R, Hosoya S, Tajima S, Atsumi K, Kamiya T, Nozawa A, Aoki Y, Tasumi S, Koyama T, Nakamura O, Suzuki Y, Kikuchi K.
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Journal Title
PLOS ONE
Volume: 13
Pages: e0190635
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] The genetic and steroidogenic sex determination in Seriola fishes2018
Author(s)
Takashi Koyama, Masatoshi Nakamoto, Kagayaki Morishima, Ryohei Yamashita, Takefumi Yamashita, Kohei Sasaki, Naoki Mizuno, Yosuke Kuruma, Moe Suzuki, Risa Ieda, Tsubasa Uchino, Satoshi Tasumi, Sho Hosoya, Seiichi Uno, Jiro Koyama, Atsushi Toyoda, Kiyoshi Kikuchi, Takashi Sakamoto
Organizer
日本分子生物学会第41回（2018年）年会
Invited
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[Presentation] Turnover of sex chromosomes in Takifugu fishes2018
Author(s)
Ieda R, Tajima S, Atsumi K, Fujikawa D, Sato M, Ahammad K, Nozawa A, Koyama T, Toyoda A, Kobayashi H, Tasumi S, Hosoya S, Kikuchi K
Organizer
The 2018 International Symposium of Genetics in Aquaculture
Int'l Joint Research
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[Presentation] Trans-species SNP in a steroidogenic gene is associated with sex determination in Seriola species2018
Author(s)
Koyama T, Nakamoto M, Morishima K, Yamashita R, Yamashita T, Sasaki K, Suzuki M, Kuruma Y, Ieda R, Uchino T, Tasumi S, Hosoya S, Uno S, Koyama J, Toyoda A, Kikuchi K, Sakamoto T
Organizer
The 2018 International Symposium of Genetics in Aquaculture
Int'l Joint Research
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[Presentation] Revisiting the steroid theory of sex inducer; Trans-species SNP in a steroidogenic enzyme, Hsd17b1, is associated with sex in Seriola species.2018
Author(s)
Takashi Koyama, Masatoshi Nakamoto, Kagayaki Morishima, Ryohei Yamashita, Takefumi Yamashita, Sasaki Kohei, Naoki Mizuno, Moe Suzuki, Risa Ieda, Tsubasa Uchino, Satoshi Tasumi, Sho Hosoya, Seiichi Uno, Jiro Koyama, Atsushi Toyoda, Takashi Sakamoto, Kiyoshi Kikuchi
Organizer
Eight International Symposium on Vertebrate Sex Determination
Int'l Joint Research
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[Presentation] Turnover of sex chromosomes in Takifugu pufferfishes2018
Author(s)
Risa Ieda, Shota Tajima, Kazufumi Atsumi, Daigaku Fujikawa, Mana Sato, Yosuke Kuruma, Shun Ohki, Aoi Nozawa, Takashi Koyama, Satoshi Tasumi, Sho Hosoya, Kiyoshi Kikuchi
Organizer
Eight International Symposium on Vertebrate Sex Determination
Int'l Joint Research
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