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2023 Fiscal Year Annual Research Report

遺伝的性決定と環境依存的性決定の共在機構の解明

Research Project

Project/Area Number 19H03048
Research InstitutionTokyo University of Marine Science and Technology

Principal Investigator

山本 洋嗣  東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (10447592)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) Strussmann C.A.  東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (10231052)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2024-03-31
Keywords環境依存型性決定機構 / 遺伝型性決定機構 / 環境ストレス / トウゴロウイワシ / TSD
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、「遺伝的性決定」と「環境依存的性決定」の2つの性決定機構の特徴を完全に併せ持つモデル魚を用い、その共在機構の全容解明を目指すものである。本年度はトウゴロウイワシ目ペヘレイを用い、「課題2:性決定遺伝子および性決定関連遺伝子の発現制御機構の解明」、「課題3:ゲノム編集技術を用いた遺伝的性決定因子の機能破壊と環境依存型性決定機構への影響調査」、「課題4:遺伝的 vs 環境依存的性決定機構におけるBPG軸の発現遺伝子の網羅的解析」に取り組んだ。課題2では、昨年度までに作成したamhaおよびcyp19a1aの各転写制御領域とヒト胎児腎細胞由来のHEK293細胞を用いてルシフェラーゼアッセイを行った。その結果、コルチゾールはamha遺伝子の転写活性を上昇させるが、同様にcyp19a1aの転写活性も上昇させる可能性が示唆された。また11-KTはcyp19a1aの転写活性を低下させる可能性も示唆された。課題3では、XX個体を用いてamha遺伝子の機能破壊に取り組み、高頻度に変異を導入したF0世代を得た。それらを雄化誘導水温である29℃で飼育したところ、高頻度でamhaに変異導入されているにも関わらず100%の個体がオスに性転換した。従って29℃ではAMHシグナル系を阻害したとしても、コルチゾール/11KTといったその他の雄化経路により性転換が誘導される可能性が示唆された。さらに、課題4では、雌化誘導水温である17℃および雄化誘導水温である29℃で仔稚魚を飼育し、前者からはXX-雌とXY-性転換雌の間で発現量に差がある遺伝子、後者からはXY-雄とXX-性転換雄の間で発現量に差がある遺伝子を単離した。その結果、BPG軸においてXY-性転換雌で有意に発現上昇する16遺伝子、XX-性転換雄で有意に発現上昇する17遺伝子を得た。これら遺伝子は今後その機能を継続して解析していく予定である。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (10 results)

All 2024 2023

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Diversity and Convergence of Sex-Determination Mechanisms in Teleost Fish2024

    • Author(s)
      Kitano Jun、Ansai Satoshi、Takehana Yusuke、Yamamoto Yoji
    • Journal Title

      Annual Review of Animal Biosciences

      Volume: 12 Pages: 233~259

    • DOI

      10.1146/annurev-animal-021122-113935

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fish reproduction in a warming world: vulnerable points in hormone regulation from sex determination to spawning2024

    • Author(s)
      Lema Sean C.、Luckenbach J. Adam、Yamamoto Yoji、Housh Madeline J.
    • Journal Title

      Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences

      Volume: 379 Pages: in press

    • DOI

      10.1098/rstb.2022.0516

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Temperature- and genotype-dependent stress response and activation of the hypothalamus-pituitary-interrenal axis during temperature-induced sex reversal in pejerrey Odontesthes bonariensis, a species with genotypic and environmental sex determination2024

    • Author(s)
      Torres-Martinez Aaron、Hattori Ricardo Shohei、Fernandino Juan Ignacio、Somoza Gustavo Manuel、Hung Song Dong、Masuda Yuki、Yamamoto Yoji、Strussmann Carlos Augusto
    • Journal Title

      Molecular and Cellular Endocrinology

      Volume: 582 Pages: 112114~112114

    • DOI

      10.1016/j.mce.2023.112114

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 東京湾のギンイソイワシ野生集団における性決定機構の環境依存性と繁殖特性2024

    • Author(s)
      稲葉晃誠・佐々木丈彦・佐藤凌介・今井馨日・三好花歩・横田賢史・Carlos Augusto Strussmann・山本洋嗣
    • Organizer
      令和6年度日本水産学会春季大会
  • [Presentation] ペヘレイにおけるコルチゾールおよび11-KTの性分化関連遺伝子の発現制御2024

    • Author(s)
      塚田瑞己・山本洋嗣・Carlos Augusto Strussmann
    • Organizer
      令和6年度日本水産学会春季大会
  • [Presentation] Multi-year survey of genotypic and phenotypic sex ratios and frequencies of genotype/phenotype mismatches in pejerrey Odontesthes bonariensis from Lake Chascomus2023

    • Author(s)
      J. Shiota, Y. Yamamoto, C.A. Strussmann, L.A. Miranda, D.C. Colautti, G.E. Berasain
    • Organizer
      Annual Meeting of Bioscience Societies of Argentina
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Multi-year field survey on the effects of environmental factors on the sex determination in the cobaltcap silverside Hypoatherina tsurugae2023

    • Author(s)
      Y. Yamamoto, K. Inaba, T. Sasaki, A. Kobayashi, K. Miyoshi, M. Yokota, C.A. Strussmann
    • Organizer
      12th International Symposium on Reproductive Physiology of Fish
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of a molecular method to identify YY supermales of cobaltcap silverside, a fish with both genetic- and temperature-dependent sex determination2023

    • Author(s)
      Y. Kato, K. Inaba, T. Sasaki, A. Kobayashi, M. Yokota, C.A. Strussmann. Y. Yamamoto
    • Organizer
      12th International Symposium on Reproductive Physiology of Fish
    • Int'l Joint Research
  • [Book] Sex determination and gonadal sex differentiation. In: Alderman, S.L., Gillis, T.E. (Eds.), Encyclopedia of Fish Physiology, vol. 1.2024

    • Author(s)
      Yamamoto, Y., Luckenbach, J.A
    • Total Pages
      15
    • Publisher
      Elsevier, Academic Press
    • ISBN
      9780323908016
  • [Book] Elsevier, Academic Press2024

    • Author(s)
      Luckenbach, J.A., Yamamoto, Y., Miura I. and Georges A
    • Total Pages
      26
    • Publisher
      Genetic & environmental sex determination in cold-blooded vertebrates: fishes, amphibians, and reptiles. In: Dobrinski, I., Skinner, M.K. (Eds.), Encyclopedia of Reproduction, vol. 6.

URL: 

Published: 2024-12-25  

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