カイコSex-lethalによる二型精子産生システムの制御機構の解明

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Mechanisms regulating gamete formation in animals
• Project/Area Number: 16H01260
• Research Institution: National Institute for Basic Biology
• Principal Investigator: 新美 輝幸 基礎生物学研究所, 進化発生研究部門, 教授 (00293712)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: カイコ / 二型精子

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、二型精子（有核精子と無核精子）という特徴的な配偶子産生制御を行うカイコを材料に、世界に先駆けて申請者がカイコにおいて発見した二型精子形成における性決定遺伝子Sex-lethal（Sxl）の新規機能の解析に焦点を絞り、配偶子産生の制御機構の分子基盤を解明する。
申請者のこれまでの研究により、カイコ（Bombyx mori）のSxl（Bm-Sxl）にはN末端の長さのみが異なる2種のアイソフォーム（Bm-Sxl-LおよびBm-Sxl-S）が存在し、いずれのアイソフォームも主に精巣で発現し、有核精子の分化時期に発現するBm-Sxl-Lは精母細胞の細胞質に局在し、無核精子の分化時期に発現するBm-Sxl-Sは精母細胞の核に局在することを明らかにした。従って、Bm-Sxlが二型精子の分化が決定される時期と密接に関連した発現動態を示したことから、二型精子の分化に必須の役割を果たすことが示唆された。もしBm-Sxlが二型精子形成においてこのような重要な役割を担っているのであれば、Bm-Sxl-Lのloss-of-functionにより有核精子形成が阻害され、Bm-Sxl-LとBm-Sxl-Sの両方のloss-of-functionにより正常な精子形成が阻害される可能性が考えられる。そこで、この可能性を検証するため、TALENを用いてBm-Sxl遺伝子のノックアウト系統を作出した。その結果、Bm-SxlのRNA結合ドメイン内に変異が導入された系統については、変異体のホモ接合体系統の雄を交配した次世代において不受精卵となり、精子の受精能が消失した可能性が示された。つぎに、Bm-Sxl遺伝子の変異体系統において、精子の詳細な形態観察および受精能を調査したところ、無核精子が機能していないことが判明した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

研究を遂行する上で重大な問題点などはなく、当初の計画通り概ね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

研究遂行上の重大な問題点は現時点ではないため、予定通り研究計画を進める予定である。