メダカ成体卵巣におけるエストロゲンを介した性的可塑性の分子メカニズム

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26840107
• Research Institution: Tokyo University of Marine Science and Technology
• Principal Investigator: 中本 正俊 東京海洋大学, その他部局等, 研究員 (80447721)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: エストロゲン / 卵巣形成 / 卵巣分化 / 性転換 / 硬骨魚類

Outline of Annual Research Achievements

1. メダカ成体生殖腺の性的可塑性の発現に関わる遺伝子の探索と機能解析
硬骨魚類ではエストロゲンが雌化・卵巣の分化に重要であると考えられている。メダカではエストロゲンによって生殖腺の卵巣への分化が維持されていること、生殖腺中のエストロゲン量が低下すると分化した卵巣が退化し精巣が形成されることが明らかになっている。本研究はエストロゲンの制御下で卵巣分化の維持に関与している遺伝子およびエストロゲン量の減少によって誘導される卵巣から精巣への性転換に関わる遺伝子を同定し、その機能を明らかにすることを目的とする。平成27年度はこれまでの解析によって得られたエストロゲン量の減少により誘導される卵巣の崩壊・性転換過程において発現パターンが変化し、エストロゲンの制御下で卵巣分化の維持に関与している可能性がある候補遺伝子についてcDNAのクローニングを行った。同定された候補遺伝子によりアンドロゲンとエストロゲンのバランスが卵巣分化の維持に重要であることが示唆された。

2. 成体卵巣内の局所的なホルモン環境が性的可塑性に与える影響の解析
卵巣内の局所的なホルモン環境が、卵巣分化の維持すなわち卵巣内の未分化な生殖幹細胞およびそれを取り囲む未分化な体細胞の雌分化に影響をあたえている可能性について検証を行う。平成27年度は26年度までに構築した卵巣型芳香化酵素を発現させエストロゲンを合成させるためのDNAコンストラクトを、卵巣型芳香化酵素の機能が欠損しているためエストロゲンの合成ができない変異メダカにマイクロインジェクション法により導入し、遺伝子組み換えメダカの作出を試みた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

・エストロゲン量の減少による卵巣崩壊の初期の段階において、発現が変化する遺伝子を複数同定しクローニングを行った。
・今後はこれらの遺伝子について詳細な発言解析・機能解析を進めることでエストロゲンによる卵巣分化の維持や、エストロゲン量の低下による卵巣から精巣への性転換に関わる分子メカニズムを明らかにすることができると期待される。
・遺伝子組み換えメダカやノックアウトメダカの作成も進んでおり、その表現型を解析することで新たな知見が得られることが期待される。

Strategy for Future Research Activity

1. メダカ成体生殖腺の性的可塑性の発現に関わる遺伝子の探索と機能解析
引き続き平成27年度にクローニングを行った成体卵巣の卵巣分化の維持・卵巣から精巣への性転換に関わることが期待される遺伝子候補について発現解析を行なう。卵巣の形成・発達過程にそって継時的にサンプリングを行い、RT-PCR、in situ hybridization等の方法により生殖腺での発現時期・発現細胞を明らかにする。またエストロゲンが合成できない変異メダカにおいても解析を行い、生殖腺の崩壊・性転換家庭での発現パターンを明らかにする。発現解析の結果、成体卵巣の顆粒膜細胞、莢膜細胞等で発現している遺伝子について過剰発現個体およびCrispr/cas法によるノックアウト個体を作出し、成体生殖腺での機能を明らかにすることを試みる。

2. 成体卵巣内の局所的なホルモン環境が性的可塑性に与える影響の解析
平成27年度に引き続き卵巣内において局所的にエストロゲンを合成する遺伝子組み換えメダカの表現型を解析する。マイクロインジェクション法により導入したDNAコンストラクトから卵巣型芳香化酵素が発現し、卵巣の一部の濾胞細胞（蛍光色素でラベルされる）でのみエストロゲンが合成されたとき、生殖腺を構成する細胞がどのように分化するかを経時的に組織切片を作成し観察する。