Elucidation of egg buoyancy acquisition mechanism and its evolutionary biological background in teleosts

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K15581
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 西宮 攻 愛媛大学, 南予水産研究センター, 特定助教 (10824138)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: スマ / 卵黄形成 / 浮遊性卵 / ビテロジェニン / 2型Vtgシステム / Vtgプロモーター / エストロジェン応答性配列

Outline of Annual Research Achievements

硬骨魚類のうち系統進化上、後期に分岐したとされる多くの魚種は浮遊性卵を産する。卵の浮遊性獲得は、卵母細胞に取り込まれた卵黄タンパク前駆物質（ビテロジェニン；Vtg）に起因すると考えられている。Vtgは卵黄形成期の肝臓において雌性ホルモン（エストラジオール-17β; E2）が作用することで合成が促進される。その後分泌されたVtgは、血流を介して卵母細胞に取り込まれ蓄積される。進化が進んだ硬骨魚類は、3型のVtg（VtgAa, VtgAb, VtgC）を持つことが知れているが、そのうち主要な2種類のVtgを卵母細胞内で分解し分けることが卵の浮遊性獲得に繋がる（2型Vtgシステム）。しかし卵母細胞内のVtgサブタイプごとの蓄積比率の調節機構の全貌は未だ解明されていない。これらの蓄積比率の調節の要因の１つは、肝臓におけるVtgサブタイプごとの合成比率の違いによるものと考え検証することとした。
これまでに、小型のマグロ類であるスマ（Euthynnus affinis）を対象に成熟雌の肝臓中のvtgサブタイプごとの発現量を比較した。その結果、vtgAaとvtgAbの発現量がvtgCのそれよりも顕著に高かったことから、スマにおいて主要なサブタイプはVtgAaとVtgAbであることが示唆された。また、スマの血液よりゲノムDNAを得て、vtgAbの開始コドンよりそれぞれ3,000bp上流の塩基配列をクローニングした。本配列にはvtgの発現に関わる転写因子の結合配列として最も重要なエストロジェン（ERE）応答性の保存相補配列見られなかったものの、1~3配列異なるERE様配列が3つ、相補配列の片側のみのEREハーフサイトが6つ確認された。また、vtgAaプロモーター配列と肝臓中のエストジェン受容体α（erα）のクローニングを進めており、レポーターアッセイを行うためのコンストラクトが揃いつつある。