Ｗ染色体とＹ染色体に制御される性差構築

• 研究領域: 性差構築の分子基盤
• 研究課題/領域番号: 22132003
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 北里大学
• 研究代表者: 伊藤 道彦 北里大学, 理学部, 准教授 (90240994)
• 連携研究者: 田村 啓 北里大学, 理学部, 助教 (50458767)
• 研究協力者: 柴田 安志 ; 高松 信彦 ; 回渕 修治 ; 藤谷 和子 ; 池田 望 ; 大友 麻子 ; 和田 美加子 ; 武蔵島 正人 ; 中迫 啓 ; 岡野 則仁 ; 大橋 俊太郎 ; 鎌田 洋輔 ; 村田 恵理子 ; 野上 明日香
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 103,610千円 (直接経費: 79,700千円、間接経費: 23,910千円); 2014年度: 20,540千円 (直接経費: 15,800千円、間接経費: 4,740千円); 2013年度: 21,580千円 (直接経費: 16,600千円、間接経費: 4,980千円); 2012年度: 22,620千円 (直接経費: 17,400千円、間接経費: 5,220千円); 2011年度: 22,360千円 (直接経費: 17,200千円、間接経費: 5,160千円); 2010年度: 16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
• キーワード: 性決定 / 性分化 / 性染色体 / 雄駆動進化 / プロモーター / 性ホルモン / アフリカツメガエル / 転写因子 / 生殖細胞 / 脊椎動物 / 性決定遺伝子 / ツメガエル / Ｙ染色体 / Ｗ染色体 / メダカ / マウス / Y染色体 / W染色体 / 性差 / 両生類

研究成果の概要

性決定遺伝子の機能・分子進化や初期性差構築の分子機構を、ZW型のアフリカツメガエル(X.laevis)、さらにXY型のマウスやメダカで比較解析を行い、以下のことが示唆された。1. X.laevis WリンクDM-Wはアンチ精巣型の性（雌）決定遺伝子である。2. Dmrt1はイントロンをプロモーターに分子進化させ、オス化機能を獲得した。3. 性ホルモン産生細胞の集団からなるmass-in-line構造をX.laevis生殖巣で発見した。4.オスを介して促進される突然変異（オス駆動進化）は、減数分裂時の組換えによって抑制される5.脊椎動物において、性染色体と性決定遺伝子の共進化仮説を提唱した。

研究成果

• [雑誌論文] Erythropoietin protects red blood cells from TRAIL1-induced cell death during red blood cell transition in Xenopus laevis (2015)
  • 著者名/発表者名: Kei Tamura, Nobuhiko Takamatsu, Michihiko Ito
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Biochemistry 巻: 398 号: 1-2 ページ: 73-81
  • DOI: 10.1007/s11010-014-2206-0
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Apoptosis and differentiation of Xenopus tail-derived myoblasts by thyroid hormone (2015)
  • 著者名/発表者名: Kei Tamura, Shuntaro Takayama, Takako Ishii, Shuuji Mawaribuchi, Nobuhiko Takamatsu, Michihiko Ito M.
  • 雑誌名: Journal of Molecular Endocrinology 巻: 印刷中
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cell-Mass Structures Expressing the Aromatase Gene Cyp19a1 Lead to Ovarian Cavities in Xenopus laevis (2014)
  • 著者名/発表者名: Shuuji Mawaribuchi, Nozomi Ikeda, Kazuko Fujitani, Yuzuru Ito, Yasuko Onuma, Tohru Komiya, Nobuhiko Takamatsu, Michihiko Ito
  • 雑誌名: Endocrinology 巻: 155 号: 10 ページ: 3996-4005
  • DOI: 10.1210/en.2014-1096
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] アフリカツメガエルの性決定・性分化システム～脊椎動物における内分泌学的・進化学的な性システム比較～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 回渕 修治, 伊藤 道彦
  • 雑誌名: 比較内分泌学 巻: 40 ページ: 71-73
  • NAID: 130004509444
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The HSP90 inhibitor 17-allylamino-17-demethoxygeldanamycin modulates radiosensitivity by downregulating serine/threonine kinase 38 via Sp1 inhibition (2013)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Enomoto
  • 雑誌名: European Journal of Cancer 巻: 48 号: 16 ページ: 3547-3558
  • DOI: 10.1016/j.ejca.2013.06.034
  • 査読あり
• [雑誌論文] 両生類・爬虫類・鳥類の性決定システムおよびその分子機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 道彦
  • 雑誌名: 細胞工学 巻: 32 ページ: 181-187
• [雑誌論文] Apoptotic and survival signaling mediated through dearth receptor members during metamorphosis in the African clawed frog Xenopus laevis (2012)
  • 著者名/発表者名: Michihiko Ito
  • 雑誌名: General Comparative Endocrinology 巻: 176 号: 3 ページ: 461-464
  • DOI: 10.1016/j.ygcen.2011.12.037
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular evolution of vertebrate sex-determining genes (2012)
  • 著者名/発表者名: Shuuji Mawaribuchi
  • 雑誌名: Chromosome Research 巻: 20 号: 1 ページ: 139-151
  • DOI: 10.1007/s10577-011-9265-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Serine-threonine kinase 38 is regulated by glycogen synthase kinase-3 and modulates oxidative stress-induced cell death (2012)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Enomoto
  • 雑誌名: Free Radical Biology and Medicine 巻: 52 号: 2 ページ: 507-515
  • DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2011.11.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] A ZZ/ZW-type sex determination in Xenopus leavis (2011)
  • 著者名/発表者名: Shin Yoshimoto
  • 雑誌名: FEBS Journal 巻: 278 ページ: 1020-1026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Opposite roles of DMRT1 and its W-linked paralogue, DM-W, in sexual dimorphism of Xenopus laevis : Implications of a ZZ/ZW-type sex-determining system. (2010)
  • 著者名/発表者名: Shin Yoshimoto
  • 雑誌名: Development 巻: 137 ページ: 2519-2526
  • 査読あり
• [学会発表] Promoter evolution of Dmrt1: Its expression and function in germ stem cells and male somatic cells during vertebrate evolution (2015)
  • 著者名/発表者名: Michihiko Ito, Shuuji Mawaribuchi, Masato Musashijima, Kazuko Fujitani, Nobuhiko Takamatsu
  • 学会等名: 7th International Symposium on the Biology of Vertebrate Sex Determination
  • 発表場所: Kona (USA)
  • 年月日: 2015-04-13 – 2015-04-17
• [学会発表] Gene expression and gonadal structure during early sexual development in Xenopus laevis (2015)
  • 著者名/発表者名: Mikako Wada, Kazuko Fujitani, Mawaribuchi Shuuji, Nobuhiko Takamatsu, Michihiko Ito
  • 学会等名: 7th International Symposium on the Biology of Vertebrate Sex Determination
  • 発表場所: Kona (USA)
  • 年月日: 2015-04-13 – 2015-04-17
• [学会発表] Isolation and characterization of DMRT1-associated factors in Xenopus male gonads (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤谷和子, 大友麻子, 永山勇人, 立花太郎, 加藤朋子, 高田修治, 加藤利佳, 小寺義男, 高松信彦, 伊藤道彦
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] Molecular mechanisms of sex-determining system in Xenopus laevis and system evolution for sex determination (2014)
  • 著者名/発表者名: 伊藤道彦
  • 学会等名: 日本遺伝学会 第86回大会
  • 発表場所: 長浜バイオ大学（滋賀県・長浜市）
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
  • 招待講演
• [学会発表] 脊椎動物における生殖巣形成遺伝子 Dmrt1 の細胞特異的なプロモーター進化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 回渕 修治, 井筒 ゆみ, 藤谷 和子, 武蔵島 正人, 高松 信彦, 伊藤 道彦
  • 学会等名: 日本動物学会 第85回大会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
  • 招待講演
• [学会発表] Sex determination and differentiation in Xenopus laevis (2013)
  • 著者名/発表者名: Michihiko Ito
  • 学会等名: Workshop on Sex determination in Dragons, Frogs, and Fugu fish
  • 発表場所: Higashihiroshima
  • 年月日: 2013-03-06
  • 招待講演
• [学会発表] Male sex-determining systems during vertebrate evolution: did a significant change from the DMRT1-driven system to SRY/SOX9-driven system occur during mammalian evolution? (2012)
  • 著者名/発表者名: Michihiko Ito
  • 学会等名: Workshop "Turnovers in sex-determination Mechanisms”
  • 発表場所: La Sage (Switzerland)
  • 年月日: 2012-06-07
• [学会発表] Molecular evolution of vertebrate Dmrt1 homologues (2012)
  • 著者名/発表者名: Michihiko Ito
  • 学会等名: Sixth International Symposium on Vertebrate Sex determination
  • 発表場所: Kona (Hawaii, USA)
  • 年月日: 2012-04-25
• [学会発表] Opposite roles of DMRT1 and its W-linked paralogue, DM-W, in the ZZ/ZW-type sex-determination in Xenopus leavis (2011)
  • 著者名/発表者名: Michihiko Ito
  • 学会等名: North American Society for Comparative Endocrinology
  • 発表場所: Ann Arbor (USA)
  • 年月日: 2011-07-14
• [学会発表] Evolution of DMRT1-driven male sex-determining system (2010)
  • 著者名/発表者名: Michihiko Ito
  • 学会等名: Society of Molecular Biology and Evolution
  • 発表場所: Lyon (France)
  • 年月日: 2010-07-05
• [学会発表] 両生類の雌雄生殖巣形成と性ホルモン産生制御
  • 著者名/発表者名: 伊藤 道彦
  • 学会等名: 第28回日本下垂体研究会
  • 発表場所: 花巻温泉千秋閣ホテル（ 岩手県花巻市）
  • 招待講演
• [学会発表] アフリカツメガエル性分化機構および脊椎動物♂化遺伝子Dmrt1の分子・機能解析
  • 著者名/発表者名: 伊藤 道彦
  • 学会等名: 第7回日本ツメガエル研究集会
  • 発表場所: 秋吉台国際芸術村（ 山口県美祢市）
• [学会発表] 両生類の性決定・性分化機構 ～性ホルモン合成・性リガンド・転写因子の遺伝子発現と機能～
  • 著者名/発表者名: 伊藤 道彦
  • 学会等名: 第38回日本比較内分泌学会
  • 発表場所: 宮崎市民プラザ（ 宮崎県宮崎市）
  • 招待講演
• [図書] eLS (2013)
  • 著者名/発表者名: Michihiko Ito
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: John Wiley & Sons, Ltd: Chichester UK
• [備考] 北里大学理学部分子生物学講座
  • URL: http://www.kitasato-u.ac.jp/sci/resea/seibutsu/joho/detailed%20research.html
• [備考] 新学術領域研究 性差構築の分子基盤
  • URL: http://www.seisa.med.kyushu-u.ac.jp/index.html
• [備考] 生物情報科学講座
  • URL: http://www.kitasato-u.ac.jp/sci/resea/seibutsu/joho/studies01.htm
• [備考] 新学術領域研究『性差構築の分子基盤』
  • URL: http://www.seisa.med.kyushu-u.ac.jp/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.seisa.med.kyushu-u.ac.jp/index.html