2021 Fiscal Year Annual Research Report
ショウジョウバエ生殖細胞系列におけるX染色体数に依存した自律的な性決定機構
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20H03287
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| Research Institution | Teikyo University |
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Principal Investigator |
太田 龍馬 帝京大学, 理工学部, 講師 (00647969)
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2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 生殖細胞系列 / 性決定 / 遺伝子量補償 / ショウジョウバエ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、生殖細胞系列自律的な性決定機構の解明である。特に、私達は、ショウジョウバエ始原生殖細胞において、X染色体上の遺伝子の発現をオス(XY)とメス(XX)で等しくする遺伝子量補償が欠如していることを明らかにしており、それにより生み出されるX染色体上の遺伝子の発現性差により、生殖細胞系列自律的に性が決まるのかを明らかにすることを目的とする。
本年度は、次年度から引き続き、「研究1. X染色体上の遺伝子の発現を倍加することでオス始原生殖細胞がメス化するのか」を推進した。ショウジョウバエの体細胞において遺伝子量補償を担うMSL複合体構成因子のうち、Msl1、Msl2、Msl3、roX2、Mleを強制発現したXY型のオス始原生殖細胞がメス化するのかを調べた。その結果、これら因子を発現させたXY型始原生殖細胞のメス化の頻度は非常に低い(5%以下)ことがわかった。このことは、XY型始原生殖細胞へのX染色体上の遺伝子の発現倍加(遺伝子量補償の付与)およびそのメス化には、さらなるMSL複合体構成因子の発現が必要であることを示唆している。そこで、上記5因子に加え、残りのMSL複合体構成因子であるroX1およびMofを強制発現できる遺伝子改変ショウジョウバエを作製している。
また、本年度は「研究3. 始原生殖細胞のメス化に関与するX染色体上の遺伝子の同定」についても推進した。前年度に同定した、オスに比べ、メス始原生殖細胞で高発現するX染色体上の35遺伝子について、生殖細胞系列特異的なノックダウンによる機能解析を行った。その結果、ノックダウンにより、メス特異的に生殖細胞系列の発生に異常を起こす遺伝子を一つ明らかにした。
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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
今年度は、XY型のオス始原生殖細胞へのX染色体上の遺伝子の発現倍加(遺伝子量補償の付与)およびそのメス化に必要なMSL複合体構成因子を、前年度からさらに絞り込むことができた。また、生殖細胞系列特異的なノックダウンによる機能解析から、メス生殖細胞系列の発生に関わることが示唆される遺伝子も一つ同定することに成功した。以上のことから、本研究は概ね順調に進展していると判断できる。今後はこれらの成果を基に、研究1および研究３をさらに推進していく。
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| Strategy for Future Research Activity |
「研究1. X染色体上の遺伝子の発現を倍加することでオス始原生殖細胞がメス化するのか」については、Msl1、Msl2、Msl3、roX2、Mleに加え、roX1およびMofを強制発現できる遺伝子改変ショウジョウバエの作製を完了させ、これら7因子を強制発現させたXY型のオス始原生殖細胞において、X染色体上の遺伝子の発現が倍加されるのかを、トランスクリプトーム解析により調べる。さらに、それら遺伝子を発現させたXY型始原生殖細胞がメス化するのかを、細胞移植法を用いて解析する。また、今年度から「研究2.オス始原生殖細胞において遺伝子量補償の欠如を導く分子メカニズムを解明」を開始する。これまでの解析から、少なくともMsl1、Msl2、Msl3、roX2、Mleの発現が低いため、XY型始原生殖細胞において遺伝子量補償が欠如していると考えられる。そこで、これら遺伝子のXY型始原生殖細胞における発現制御機構を調べる。「研究3.始原生殖細胞のメス化に関与するX染色体上の遺伝子の同定」については、メス生殖細胞系列の発生に関わることが示唆された遺伝子のより詳細な機能解析を行うことで、当該遺伝子の生殖細胞系列のメス化への関与を明確にする。また、オスに比べ、メス始原生殖細胞で高発現するX染色体上の遺伝子の機能解析の対象範囲を広げ、前年度に同定した35遺伝子以外の遺伝子についても解析を行っていく。
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