2021 Fiscal Year Annual Research Report
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19H03269
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Research Institution | Nagahama Institute of Bio-Science and Technology |
Principal Investigator |
竹花 佑介 長浜バイオ大学, バイオサイエンス学部, 准教授 (60432093)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安齋 賢 東北大学, 生命科学研究科, 助教 (20779467)
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Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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Keywords | 性決定遺伝子 |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、互いに近縁でありながら異なる性決定システム(XY型およびZW型)を示すメダカ属javanicusグループの4種について、全種から性決定遺伝子を同定することで、XY型からZW型が生じた進化メカニズムを解明することを目的としている。本年度は、ゲノム解析とトランスクリプトーム解析を用いた性決定遺伝子候補の探索を中心に、以下の実験を行った。 ZW型を示すジャワメダカ(ペナン系統、マレーシア)については、これまでのゲノム解析で特定したW染色体特異的領域から複数の候補遺伝子を同定し、それらが性決定時期に発現することを見出した。さらに、これらの遺伝子をCRISPR/Cas9法でノックアウトしたところ、G0世代でZW個体がオスに分化した。したがって、これらの遺伝子のどちらか、あるいは両方が性決定に関わる可能性が高い。一方、本種のスラウェシ系統(インドネシア)はXY型であり、性染色体はメダカ9番染色体と相同であった。この染色体上に存在するDmrt1遺伝子はXでは1コピーなのに対し、Yでは30コピー以上遺伝子重複していた。このY上のDmrt1をノックアウトしたところ、G1世代においてXY個体がメスに性転換したことから、本系統の性決定遺伝子はDmrt1の重複遺伝子であることが示唆された。以上の結果から、同種内でXY型とZW型の交代が生じたことが考えられた。 また、ZW型のハブスメダカについては、ゲノム解析によってZ染色体とW染色体の配列を区別して構築し、ジャワメダカと同様にW特異的領域を探索した。その結果、多数の繰り返し配列構造のなかに複数の候補遺伝子を同定できた。
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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
当初の計画に沿って各種のゲノム解析が完了し、トランスクリプトーム解析も実施できた。これにより性染色体の構造変化や性決定遺伝子候補を特定できた。また、ノックアウト系統の作出と解析についても、一定の成果を得ることができた。さらに、本年度は新たにハブスメダカからも有力な性決定遺伝子候補を特定できたことから、おおむね順調に進展していると判断した。
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Strategy for Future Research Activity |
詳細なトランスクリプトーム解析を行い、性決定時期に性特異的な発現パターンを示す候補遺伝子を同定すると同時に、性分化過程を種間で比較する。性決定遺伝子候補については、遺伝子ノックアウト実験と遺伝子導入実験を行い、これらの候補遺伝子が性決定機能をもつかどうかを明らかにする。
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Research Products
(7 results)