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共生細菌による宿主性スペクトラムの撹乱

Planned

Project AreaSpectrum of the Sex: a continuity of phenotypes between female and male
Project/Area Number 17H06431
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

勝間 進  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (20378863)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 木内 隆史  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (60622892)
Project Period (FY) 2017-06-30 – 2022-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥111,020,000 (Direct Cost: ¥85,400,000、Indirect Cost: ¥25,620,000)
Fiscal Year 2021: ¥22,880,000 (Direct Cost: ¥17,600,000、Indirect Cost: ¥5,280,000)
Fiscal Year 2020: ¥22,880,000 (Direct Cost: ¥17,600,000、Indirect Cost: ¥5,280,000)
Fiscal Year 2019: ¥22,880,000 (Direct Cost: ¥17,600,000、Indirect Cost: ¥5,280,000)
Fiscal Year 2018: ¥22,880,000 (Direct Cost: ¥17,600,000、Indirect Cost: ¥5,280,000)
Fiscal Year 2017: ¥19,500,000 (Direct Cost: ¥15,000,000、Indirect Cost: ¥4,500,000)
Keywords共生細菌 / ボルバキア / 性決定 / 性スペクトラム / チョウ目昆虫 / 性操作 / アワノメイガ / カイコ / 遺伝子量補償 / オス殺し / Masc / Masculinizer / doublesex / 性分化
Outline of Annual Research Achievements

共生細菌ボルバキアは宿主の性や生殖システムを巧みに操作することから「動物界で最も成功している寄生者」といわれている。我々は、カイコにおける研究結果をヒントにして、ボルバキアが宿主のオス化と遺伝子量補償を担うMasc遺伝子の発現を低下させることで遺伝子量補償機構を破綻させ、「オス殺し」を引き起こしていることを明らかにした。しかし、ボルバキアがもつMasc制御因子の同定には至っていない。本研究では、寄生者であるボルバキアがいかにして宿主の性スペクトラム上の位置を撹乱し、個体の性を制御するのかを解明する。今年度は以下の成果を得た。

・昨年度樹立に成功したアワノメイガ胚子由来培養細胞を用いて、OfMascのオス化能を検討した。カイコ培養細胞ではOfMascの導入によりdsxのオス型スプライシングが検出されたが、アワノメイガ培養細胞では見られなかった。小分子RNAの解析結果と併せて考えると、アワノメイガにおける性決定カスケードは、カイコとは異なることが示唆された。
・ボルバキア感染胚子のトランスクリプトームからボルバキア由来配列を同定し、他のボルバキアと相同性が高くない遺伝子を約200種類選択し、昆虫細胞発現用ベクターにクローニングした。それらをアワノメイガ胚子由来培養細胞に導入し、ボルバキア遺伝子のオス殺し能の検討ができないか調査した。しかし、明確にオス化を抑制するクローンは得られなかった。一方、顕著に細胞増殖を抑制するクローンを2種類得ることに成功した。
・カイコのpiRNA経路関連遺伝子のKO系統を作成し、その表現型を詳細に解析した。その結果、体細胞組織における性分化にpiRNA経路が関わることを明らかにすることができた。また、カイコのおける体細胞piRNAと生殖細胞piRNAの比較を行いことに成功した。現在、論文を作成中である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

カイコ、アワノメイガ、エリサンなどを用いたMasc依存的性決定機構の解析が着実に進展している。「オス殺し」ボルバキアの配列情報も整備が進んでいる。ボルバキア遺伝子の機能解析を行う上で重要であるアワノメイガ由来培養細胞の樹立に成功し、アッセイ系の構築に目処が立った。

Strategy for Future Research Activity

チョウ目昆虫におけるMasc依存的性決定機構について、共通点と相違点を明らかにすると共に、それを決定している分子を同定する。また、ボルバキアの「オス殺し」に関与する遺伝子のスクリーニングをさらに進める。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report

Research Products

(31 results)

All 2020 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 4 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 4 results) Book (2 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Zucchini consensus motifs determine the mechanism of pre-piRNA production2020

    • Author(s)
      Izumi Natsuko、Shoji Keisuke、Suzuki Yutaka、Katsuma Susumu、Tomari Yukihide
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 578 Pages: 311-316

    • DOI

      10.1038/s41586-020-1966-9

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Masc-induced dosage compensation in silkworm cultured cells2019

    • Author(s)
      Katsuma S, Shoji K, Sugano Y, Suzuki Y, Kiuchi T
    • Journal Title

      FEBS Open Bio

      Volume: 9 Pages: 1573-1579

    • DOI

      10.1002/2211-5463.12698

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Two CCCH-type zinc finger domains in the Masc protein are dispensable for masculinization and dosage compensation in Bombyx mori2019

    • Author(s)
      Kiuchi T, Sugano Y, Shimada T, Katsuma S
    • Journal Title

      Insect Biochem Mol Biol

      Volume: 104 Pages: 30-38

    • DOI

      10.1016/j.ibmb.2018.12.003

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 日本の研究者たちが主導したカイコの性決定研究2019

    • Author(s)
      勝間進
    • Journal Title

      PJAニュースレター

      Volume: 11 Pages: 7-8

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Unique sex determination system in the silkworm, <i>Bombyx mori</i>: current status and beyond2018

    • Author(s)
      Katsuma S, Kiuchi T, Kawamoto M, Fujimoto T, Sahara K
    • Journal Title

      Proc. Jpn. Acad., Ser. B

      Volume: 94 Issue: 5 Pages: 205-216

    • DOI

      10.2183/pjab.94.014

    • NAID

      130006733759

    • ISSN
      0386-2208, 1349-2896
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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] In vivo masculinizing function of the Ostrinia furnacalis Masculinizer gene2018

    • Author(s)
      Fukui T, Kiuchi T, Shoji K, Kawamoto M, Shimada T, Katsuma S
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun

      Volume: 503 Pages: 1768-1772

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.07.111

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Accumulation of uric acid in the epidermis forms the white integument of Samia ricini larvae2018

    • Author(s)
      Lee J, Kiuchi T, Kawamoto M, Shimada T, Katsuma S
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 13

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0205758

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] アワノメイガ類における共生細菌ボルバキアによる雄殺しの分子メカニズム2018

    • Author(s)
      木内隆史・勝間進
    • Journal Title

      Sanshi-Konchu Biotec

      Volume: 87 Issue: 3 Pages: 159-164

    • DOI

      10.11416/konchubiotec.87.3_159

    • NAID

      130007791176

    • ISSN
      1881-0551, 1884-7943
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      2018 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] カイコ性決定遺伝子の同定とチョウ目昆虫における性操作技術の開発2018

    • Author(s)
      勝間進
    • Journal Title

      JATAFFジャーナル

      Volume: 6

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      2018 Annual Research Report
  • [Journal Article] 共生細菌ボルバキアによる「オス殺し」2017

    • Author(s)
      木内隆史
    • Journal Title

      アグリバイオ

      Volume: 14 Pages: 17-21

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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] アワノメイガ共生Wolbachiaが持つオス殺し因子のスクリーニング2020

    • Author(s)
      室智大、松田(今井)典子、疋田弘之、木内隆史、勝間進
    • Organizer
      令和2年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会(日本蚕糸学会第90回大会)
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Wolbachiaによる宿主性決定因子のコントロール2020

    • Author(s)
      松田(今井)典子、廣田加奈子、木内隆史、勝間進
    • Organizer
      令和2年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会(日本蚕糸学会第90回大会)
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] アワノメイガとカイコのMasc依存的性決定システムの比較2020

    • Author(s)
      勝間進、松田(今井)典子、庄司佳祐、廣田加奈子、木内隆史
    • Organizer
      令和2年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会(日本蚕糸学会第90回大会)
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] The Fem piRNA-Masc system determines the sex in Bombyx mori2019

    • Author(s)
      Katsuma S
    • Organizer
      International symposium involving Chinese and Japanese insect virologists
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      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Sex determination in Samia ricini2019

    • Author(s)
      J. Lee, T. Shimada, T. Kiuchi, S. Katsuma
    • Organizer
      日本比較生理生化学会第41回東京大会
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      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] The molecular mechanism of Wolbachia-mediated male-killing in Ostrinia moths2019

    • Author(s)
      T. Kiuchi, S. Katsuma
    • Organizer
      日本比較生理生化学会第41回東京大会
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      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Mascによる遺伝子量補正はどちらのZ染色体にはたらくか?2019

    • Author(s)
      木内隆史・川本宗孝・鈴木穣・嶋田透・勝間進
    • Organizer
      平成31年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会
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  • [Presentation] エリサンの性決定機構の解明2019

    • Author(s)
      李允求・木内隆史・嶋田透・勝間進
    • Organizer
      平成31年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] カイコのオス化と遺伝子量補償を担うMascの作用機序2019

    • Author(s)
      木内隆史
    • Organizer
      性スペクトラムー連続する表現型としての雌雄 第1回 若手研究会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ボルバキアがアワノメイガのオス殺しを実行する仕組み2018

    • Author(s)
      勝間進・川本宗孝・庄司佳祐・木内隆史
    • Organizer
      第13回昆虫病理研究会シンポジウムプログラム
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  • [Presentation] ボルバキアがオス殺しを実行する仕組み2018

    • Author(s)
      勝間進
    • Organizer
      性スペクトラムー連続する表現型としての雌雄 第2回領域会議
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Wolbachia感染アワノメイガ初期胚のRNA-seq解析による「オス殺し」因子の探索2018

    • Author(s)
      川本宗孝、福井崇弘、濱中陽子、木内隆史、菅野純夫、嶋田透、鈴木穣、勝間進
    • Organizer
      平成30年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会
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  • [Presentation] 愛知県産アズキノメイガにおける遺伝的要因による性比異常現象2018

    • Author(s)
      濱中陽子、嶋田透、勝間進
    • Organizer
      第62回日本応用動物昆虫学会大会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] カイコの性はpiRNAを介した性染色体間の相互作用によって決まる2017

    • Author(s)
      勝間進,木内隆史,川本宗孝,庄司佳祐
    • Organizer
      ConBio2017
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      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] オス殺し細菌の除去によるアワノメイガのメス特異的致死現象に関する研究2017

    • Author(s)
      福井崇弘、木内隆史、嶋田透、勝間進
    • Organizer
      第76回昆虫病理研究会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞内共生細菌Wolbachiaがもつ「オス殺し因子」の探索2017

    • Author(s)
      濱中陽子、福井崇弘、川本宗孝、庄司佳祐、木内隆史、菅野純夫、嶋田透、鈴木穣、勝間進
    • Organizer
      第76回昆虫病理研究会
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      2017 Annual Research Report
  • [Book] コラム:性決定のしくみ(カイコの実験単~カイコで生命科学をまるごと理解~)2019

    • Author(s)
      木内隆史・勝間進
    • Total Pages
      2
    • Publisher
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860435981
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      2018 Annual Research Report
  • [Book] 昆虫の性-多様な性決定遺伝子とそれらをのっとる寄生者(遺伝子から解き明かす性の不思議な世界)2019

    • Author(s)
      勝間進
    • Total Pages
      44
    • Publisher
      一色出版
    • ISBN
      9784909383068
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      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 東京大学昆虫遺伝研究室ホームページ

    • URL

      https://sites.google.com/view/igblab-ut-aba/top

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  • [Remarks] 東京大学昆虫遺伝研究室ホームページ

    • URL

      https://sites.google.com/view/igblab-ut-aba

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      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 東京大学昆虫遺伝研究室ホームページ

    • URL

      http://papilio.ab.a.u-tokyo.ac.jp/igb/

    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-07-04   Modified: 2021-12-27  

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