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魚類の生殖腺体細胞の性的可塑性を司るエピジェネティクスの分子基盤

研究課題

研究課題/領域番号 16H04981
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 水圏生命科学
研究機関九州大学

研究代表者

太田 耕平  九州大学, 農学研究院, 准教授 (10585764)

研究分担者 Mohapatra Sipra  愛媛大学, 南予水産研究センター, 助教(特定教員) (80715441)
C Tapas  愛媛大学, 南予水産研究センター, 助教(特定教員) (70715440)
長濱 嘉孝  基礎生物学研究所, 名誉教授 (50113428)
松原 孝博  愛媛大学, 南予水産研究センター, 教授 (60443389)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
2018年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2017年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2016年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
キーワード性的可塑性 / エピジェネティクス / 魚類 / 生殖腺 / 生殖幹細胞 / 性転換 / エピジェネティックス / 性統御
研究成果の概要

性転換モデル魚を用いて雌の生殖腺(卵巣)から雄の生殖腺(精巣)組織の起源として機能する生殖細胞系列と体細胞系列の幹細胞の存在を示すことに成功した。興味深いことに、同様の細胞種が精巣にも認められるとともに、雌雄異体魚の成体生殖腺にも存在した。一方、雌特異的遺伝子と雄特異的遺伝子のDNAメチル化パターンに雌雄差を見出すと共に、性転換に伴いこれらの性特異的因子とエピジェネティクス関連因子の遺伝子群が著しい発現変動を示すことを明らかにした。すなわち、性的可塑性に関わる遺伝子・細胞基盤に魚種間に共通する機構が存在し、成体生殖腺の性転換にダイナミックなエピジェネティクス機構が関与することが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我々の構築したモデル実験系を用いて、生殖細胞系列と体細胞系列の2種の幹細胞が性転換魚と雌雄異体魚の雌雄の生殖腺(卵巣と精巣)に共通して存在することを見出すと共に、生殖腺体細胞で発現する性特異的遺伝子のDNAメチル化パターンに性差が認められること、性転換に伴いステロイド代謝酵素、性特異的因子、およびエピジェネティクス関連因子の各遺伝子群が著しい発現変動を示すことを明らかにした。こうした成体生殖腺の性的可塑性に関わる遺伝子、細胞、エピジェネティクスの基盤情報は、魚類を含む脊椎動物一般の性的可塑性の分子・細胞機構の研究に寄与するのみならず、水産における新たな性統御法や細胞操作技術の開発に貢献する。

報告書

(4件)
  • 2019 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 7件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 10件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Southwest University(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Estrogen receptor β2 oversees germ cell maintenance and gonadal sex differentiation in medaka, Oryzias latipes2019

    • 著者名/発表者名
      2.Tapas Chakraborty, Sipra Mohapatra, Lin yan Zhou, Takahiro Matsubara, Taisen Iguchi, Yoshitaka Nagahama
    • 雑誌名

      Stem Cell Reports

      巻: 13 号: 2 ページ: 419-433

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2019.07.013

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Molecular cloning, characterization and expression analysis of complement components in red sea bream (Pagrus major) after Edwardsiella tarda and red sea bream Iridovirus (RSIV) challenge2018

    • 著者名/発表者名
      Noman Reza Mohammad Ali、Mohapatra Sipra、Shimizu Sonoko、Kitamura Shin-Ichi、Harakawa Shogo、Kawakami Hidemasa、Nakayama Kei、Sawayama Eitaro、Matsubara Takahiro、Ohta Kohei、Chakraborty Tapas
    • 雑誌名

      Fish & Shellfish Immunology

      巻: 82 ページ: 286-295

    • DOI

      10.1016/j.fsi.2018.08.027

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ovarian aromatase loss-of-function mutant medaka undergo ovary degeneration and partial female-to-male sex reversal after puberty2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamoto Masatoshi、Shibata Yasushi、Ohno Kaoru、Usami Takeshi、Kamei Yasuhiro、Taniguchi Yoshihito、Todo Takeshi、Sakamoto Takashi、Young Graham、Swanson Penny、Naruse Kiyoshi、Nagahama Yoshitaka
    • 雑誌名

      Mol Cell Endocrinol

      巻: 460 ページ: 104-122

    • DOI

      10.1016/j.mce.2017.07.013

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 17β-HSD type 12-like is responsible for maturation-inducing hormone synthesis during oocyte maturation in masu salmon2017

    • 著者名/発表者名
      Ijiri Shigeho, Yasushi Shibata, Nonoha Takezawa, Yukinori Kazeto, Naoki Takatsuka, Erika Kato, Seishi Hagihara, Yuichi Ozaki, Shinji Adachi, Kohei Yamauchi and Yoshitaka Nagahama
    • 雑誌名

      Endocrinology

      巻: 158 ページ: 627-639

    • DOI

      10.1210/en.2016-1349

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Short-term starvation and realimentation helps stave off Edwardsiella tarda infection in red sea bream (Pagrus major)2017

    • 著者名/発表者名
      Mohapatra Sipra、Chakraborty Tapas、Reza Mohammad Ali Noman、Shimizu Sonoko、Matsubara Takahiro、Ohta Kohei
    • 雑誌名

      Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Biochemistry and Molecular Biology

      巻: 206 ページ: 42-53

    • DOI

      10.1016/j.cbpb.2017.01.009

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hatching enzymes disrupt aberrant gonadal degeneration by the autophagy/apoptosis cell fate decision2017

    • 著者名/発表者名
      Chakraborty Tapas、Mohapatra Sipra、Tobayama Megumi、Ohta Kayoko、Ryu Yong-Woon、Kazeto Yukinori、Ohta Kohei、Zhou Linyan、Nagahama Yoshitaka、Matsubara Takahiro
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 7 号: 1 ページ: 3183-3183

    • DOI

      10.1038/s41598-017-03314-7

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Autosomal gsdf acts as a male sex initiator in the fish medaka2016

    • 著者名/発表者名
      Zhang Xi、Guan Guijun、Li Mingyou、Zhu Feng、Liu Qizhi、Naruse Kiyoshi、Herpin Amaury、Nagahama Yoshitaka、Li Jiale、Hong Yunhan
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 6 号: 1 ページ: 19738-19738

    • DOI

      10.1038/srep19738

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Sexual spectrum of germline stem cells in fish2018

    • 著者名/発表者名
      Tapas Chakraborty, Sipra Mohapatra, T. Matsubara, K. Ohta, Y. Nagahama
    • 学会等名
      International Symposium on Reproductive Physiology of Fish (ISRPF)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exploring the potentiality of autophagy in fish fertility2018

    • 著者名/発表者名
      Sipra Mohapatra, Tapas Chakraborty, D. Pandey, T. Matsubara, K. Ohta
    • 学会等名
      International Symposium on Reproductive Physiology of Fish (ISRPF)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hatching enzymes and aberrant gonadal degeneration in fish2017

    • 著者名/発表者名
      Tapas Chakraborty, Sipra Mohapatra, S. Shimizu, K. Ohta, Y. Nagahama
    • 学会等名
      International Symposium on Recent Advances in Comparative Endocrinology (ISRACE 2017), Chennai, India
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gender biasedness in autophagy: From a fish perspective2017

    • 著者名/発表者名
      Sipra Mohapatra, Tapas Chakraborty, S. Shimizu, T. Matsubara, K. Ohta
    • 学会等名
      International Symposium on Recent Advances in Comparative Endocrinology (ISRACE 2017), Chennai, India
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sex specific expressions of oct4 (pou5f1) gene in gonadal germ cells of the hermaphrodite wrasse Pseudolabrus sieboldi and the Japanese anchovy Engraulis japonicus (gonochorism)2017

    • 著者名/発表者名
      Jun Fujita, T. Chakraborty, S. Mohapatra, K. Kurita, Y.W. Ryu, T. Matsubara, Y. Nagahama, K. Ohta
    • 学会等名
      International Symposium "Fisheries Science for the Future Generations”
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 魚類の性転換から養殖現場ニーズに関する研究まで2017

    • 著者名/発表者名
      太田 耕平
    • 学会等名
      2017年度海洋若手研究集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Estrogen receptors: Major players in sex-biased regulation of autophagy in fish2017

    • 著者名/発表者名
      S. Mohapatra, T. Chakraborty, S. Shimizu, K. Ohta
    • 学会等名
      18th International Congress of Comparative Endocrinology
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sexual plasticity and germ line stem cells in adult teleosts2017

    • 著者名/発表者名
      T. Chakraborty, S. Mohapatra, K. Ohta, Y. Nagahama
    • 学会等名
      18th International Congress of Comparative Endocrinology
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The sex of medaka fish: determination, differentiation, and plasticity2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Nagahama
    • 学会等名
      International Conference on Frontiers of Endocrinology.
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Germ line stem cells and sexual plasticity in medaka, Oryzias latipes2016

    • 著者名/発表者名
      T. Chakraborty, S. Mohapatra, K. Ohta, Y. Nagahama
    • 学会等名
      8th International Symposium on Fish Endocrinology
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sexual plasticity in adult medaka: a myth or reality?2016

    • 著者名/発表者名
      T. Chakraborty, S. Mohapatra, T. Matsubara, K. Ohta, Y. Nagahama
    • 学会等名
      2nd Ehime Medaka Forum
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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