Creation of fundamental and universal female and male concepts
| Project/Area Number |
19K22446
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 45:Biology at organismal to population levels and anthropology, and related fields
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
野崎 久義 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (40250104)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森 稔幸 大阪大学, 微生物病研究所, 助教 (00462739)
関本 弘之 日本女子大学, 理学部, 教授 (20281652)
三角 修己 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (90583625)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | 雌雄性の起源 / 性決定遺伝子 / 配偶子融合因子 / GCS1/HAP2 / 生物多様性 / 真核生物起源 / 性 / 雌雄性 / 進化 / GCS1 / 多様性 |
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| Outline of Research at the Start |
性は20億年前の共通の起源に始まり、その後の雌雄性の未分化な同型配偶の交配型から「メスとオス」への進化は真核生物内部の多岐に渡る平行進化なので、「メス」と「オス」は統一的に定義できないと解釈される。しかし、2006年に研究分担者の森らが発見した配偶子融合因子GCS1は真核生物の多岐に渡る系統でオス側に機能の保存性がある。従って、様々な祖先的な真核生物を用いて、オスを決定していると思われる性決定遺伝子等とGCS1に関連した遺伝子制御系並びにこれらの多様性を明らかにしてゆけば、「性の原型」に基づく真核生物に普遍的であり根源的な「新たなるメスとオスの概念」を創出できると考えて、本研究は提案された。
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. 緑藻ボルボックス系列３個の性表現型を持つ極めて興味深い種である Pleodorina starrii の両性型と単性型（メスまたはオス）の交配実験結果から、3個の性表現を支配する遺伝子型が推測された（論文投稿中）。また、タイから得られた新種Volvox longispiniferus は雌雄同体の有性群体を形成するが、２種の異なる培養液を混合・誘導した場合はより多くの接合子が形成されるという他殖的傾向が認められた（Nozaki et al. 2020, PLOS ONE）。
2. 陸上植物系統のヒメミカヅキモにおける性決定遺伝子CpMinus1については、タグ配列をつけた組換え型CpMinus1遺伝子をヒメミカヅキモ自身で産生させた。遺伝子の上流側または下流側に、インフレームでHalo-tagをコードする配列を連結した2種のコンストラクトを作製し、ヒメミカヅキモに遺伝子導入したが、すべてにおいて遺伝子サイレンシングを起こしたことが判明した。
3. マラリア原虫における生殖細胞分化因子のエピジェティック制御機構研究に着手した。同因子の遺伝子は非生殖細胞でヘテロクロマチン化によって不活性化されることが知られている。ゲノム編集および人工染色体導入技術を駆使して、熱帯熱マラリア原虫における生殖細胞分化因子におけるde novoヘテロクロマチン形成機構を評価できる実験系株の確立に成功した。
4. 微細藻類に性発現をもたらす窒素欠乏条件でシゾンを培養すると、窒素あり条件と比べて、減数分裂に関わるMind1、Spo11ホモログの転写産物量がそれぞれ5.4、2.5倍に増加することが明らかとなった。一方、雄性決定遺伝子MIDホモログと配偶子接合関わるGCS1ホモログの転写産物量はそれぞれ0.52、0.62倍に減少し、窒素欠乏条件下で性発現に関わる遺伝子の発現パターンが異なることが分かった。
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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
論文出版と学会発表で明らかなように、代表・分担研究者がそれぞれに着実に成果を出しているから。
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| Strategy for Future Research Activity |
1.Pleodorina starrii の3個の表現型を決定しているゲノムレベルの差異を明らかにするために3個の株の全ゲノム解析を実施する。
2. Halotagよりも短いタグ配列をつけた組換え型CpMinus1遺伝子をヒメミカヅキモ自身で産生させる。サイレンシングされず、発現に成功した場合はChIP-seqを行う。
3. 前年度から解析中のマラリア原虫生殖細胞分化因子の標的遺伝子をスクリーニングし、性決定に関与する遺伝子・タンパク質の同定を試みる。それら性決定遺伝子候補の上流にあるシス配列をもとに、結合する転写因子などを単離することでエピゲノム制御による性決定機構を解明する手がかりにせまる。
4. 今回は、窒素欠乏条件にして２４時間後の転写産物量について調べたが、サンプリングポイントを増やして経時的に遺伝子発現を調べることによって、性発現に関わる遺伝子の発現とシゾンの性分化の関係を明らかに出来ると考えられる。
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Report
(2 results)
Research Products
(24 results)
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[Journal Article] ESCRT machinery mediates cytokinetic abscission in the unicellular red alga Cyanidioschyzon merolae.2020
Author(s)
Yagisawa F., Fujiwara T., Takemura T., Kobayashi Y., Sumiya N., Miyagishima S. Y., Nakamura S., Imoto Y., Misumi O., Tanaka K., Kuroiwa H., Kuroiwa T.
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Journal Title
Front. Cell Dev. Biol.
Volume: 8
Pages: 1-14
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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