2021 Fiscal Year Research-status Report

アンドロゲン受容体の機能分化からみる多様な雄性形質発現の基本原理

Research Project

Project/Area Number	19K06741
Research Institution	Kyushu University
Principal Investigator	荻野由紀子九州大学, 農学研究院, 准教授 (00404343)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords	二次性徴 / アンドロゲン / メダカ / 遺伝子重複
Outline of Annual Research Achievements	雄に特徴的な求愛・闘争行動や装飾的な雄性形質は、密接な関連性がある複合適応形質である。これらの形質の進化は多彩な繁殖戦略を可能とし、真骨魚類の繁栄をもたらした重要な要因と考えられる。本研究は、真骨魚類をモデルとし、アンドロゲン受容体(AR)遺伝子のゲノム重複に伴う重複・新機能獲得と、形態・神経機能における二次性徴形質の多様化との関連性の解明を進めることを目的としている。前年度から引き続き、脳における遺伝子発現変動と繁殖行動との関連性をAR変異体メダカを用いて解析した。我々は、雌の性行動に関わるEstrogen receptor（ESR）シグナル因子の発現が、AR変異体メダカで著しく増加していることを見出しているが、さらにEstrone からEstradiol（E2)合成に関わるHSD17b12aの発現がAR変異体メダカの脳で増加していることが明らかとなった。よって、AR変異体メダカにおけるESRシグナルの活性化は、脳におけるE２レベルの増加による可能性が考えられたため、LC/MSにより脳内ステロイドホルモン量を測定した。予想と反し、AR変異体メダカではE2の増加は認められず、むしろ減少傾向を示し、11-ketotestosterone やTestosteroneが増加していることが明らかとなった。従って、ARがESRシグナル因子の発現をESR/E2を介さず直接的に抑制していると考えられた。また、魚類の２分子種AR遺伝子の下流標的遺伝子の相違、雄性化プログラムの全容の解明を目指し、AR-2xFLAGmCloverノックインメダカを用いたCut&Run-seqについての綿密な条件策定を行い、AR標的シストロームについて予備的なデータを得るに至っている。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 新型コロナウィルス感染症による影響により共同研究先への出張ができず、AR標的シストローム同定に必要なCut&Run-seq について、条件確定に不可欠な実験の実施が困難であったため、予想外の時間を要した。一方で、RNA-seq解析から、ARパラログ特異的な標的遺伝子候補を複数見出しており、これらの遺伝子発現制御領域を指標に、Cut&Run-seqの綿密な条件策定を進めることができており、今後の発展が見込まれる。
Strategy for Future Research Activity	引き続き、AR標的シストローム同定のために必要なCut&Run-seqについての解析を進める。特に現在進行中の全脳での解析に加え、AR-2xFLAGmCloverノックインメダカで得られたARα/ARβ発現領域やAR変異体メダカを用いたRNA-seqから得られた発現変動遺伝子についての情報から、組織領域をより限定し解析を進めることで検出感度の向上を検討する。
Causes of Carryover	新型コロナウィルス感染症による影響により、共同研究先への出張ができず、AR標的シストローム同定のために必要なCut&Run-seq の条件確定に不可欠な実験の実施が困難であった。この実験条件確定に予想外の時間を要したため、当初の研究計画に遅延が生じた。