生殖系列キメラを用いた魚類の性分化機構の解明

• 研究課題/領域番号: 18780140
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 水産学一般
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 風藤 理恵 北海道大学, 大学院・水産科学研究院, 博士研究員 (70399997)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円); 2007年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2006年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
• キーワード: 性分化 / 性決定 / ゼブラフィッシュ / キンギョ / メダカ / 生殖系列キメラ / 始原生殖細胞 / dead end

研究概要

本研究ではゼブラフィッシュ、キンギョ、メダカをモデルとし、始原生殖細胞(PGCs)の数と性の分化の方向性を明らかとするために生殖細胞欠損個体やPGCsの数を様々に変化させた生殖系列キメラ個体を作出し、その性を調べた。生殖細胞欠損個体はそれぞれの魚種のdnd遺伝子を発現抑制することにより作出した。
1.ゼブラフィッシュでは生殖細胞の欠損個体さらに数個のPGCsを移植したキメラ個体は全て雄となり、通常の数(約30個)〜倍の数のキメラでは雄も雌も現れた。このことから始原生殖細胞の数に依存した生殖細胞量的な性分化機構のあることが示された。
2.キンギョの生殖細胞欠損個体では、組織学的解析により卵巣腔構造を持つ雌とシスト構造を持つ雄個体がほぼ一対一の割合で出現し、性分化の方向性は生殖系列の体細胞により決定されていると考えられた。このことはゼブラフィッシュとは異なり、生殖細胞の有無に関わらず体細胞依存的に性分化の方向が決定されると考えられた。
3.メダカの生殖細胞欠損個体では、外部形態の性別判定では遺伝的雌の雄化が認められたが、組織学的解析では遺伝的雄と雌の間で明瞭な形態的相違は認められなかった。
以上の結果、ゼブラフィッシュではPGCsの数が、キンギョでは生殖系列の体細胞が生殖腺の性分化の方向性に関与することが明らかとなった。このように生殖腺の性の分化の方向性を決定する細胞因子は魚種により異なることが示された。

研究成果

• [雑誌論文] Xenogenesis in teleost fish through generation of germ-line chimeras by single primordial germ cell transplantation (2007)
  • 著者名/発表者名: Saito, T, Goto-Kazeto, R, Arai, K, Yamaha, E
  • 雑誌名: Biology of Reproduction 78 ページ: 159-166
  • 査読あり
• [雑誌論文] Developmental biotechnology for aquaculture, with special reference to surrogate production in teleost fishes (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamaha, E., Saito, T., Goto-Kazeto, R., Arai, K.
  • 雑誌名: Journal of sea research (印刷中)
• [雑誌論文] Temperature-dependent sex differentiation in goldfish : Establishing the temperature-sensitive period and effect of constant and fluctuating water temperatures (2006)
  • 著者名/発表者名: Goto-Kazeto R., Abe, Y., Masai, K., Yamaha, E., Adachi, S., Yamauchi, K
  • 雑誌名: Aquaculture 254 ページ: 617-624
• [雑誌論文] Short-term exposure to low concentrations of the synthetic androgen methyltestosterone affects vitellogenin and steroid levels in adult male zebrafish (Danio rerio) (2006)
  • 著者名/発表者名: Anderson, L., Goto-Kazeto, R., Trant, JM., Nash, J.P., Korsgaard, B., Bjerregaard, P
  • 雑誌名: Aquat Toxicol 76 ページ: 343-352
• [学会発表] キンギョCarassius auratusの卵細胞質の分画 (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤本崇人、本村泰三、斎藤大樹、後藤理恵, 他
  • 学会等名: 日本水産学会
  • 発表場所: 東海大学(清水市)
  • 年月日: 2008-03-30
• [学会発表] キンギョdead end遺伝子の単離とその機能解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 武田貴宏、後藤理恵、斎藤大樹, 他
  • 学会等名: 日本水産学会
  • 発表場所: 東海大学(清水市)
  • 年月日: 2008-03-29
• [学会発表] ニホンウナギの初期胚発生過程 (2008)
  • 著者名/発表者名: 後藤理恵、斎藤大樹、藤本崇人, 他
  • 学会等名: 日本水産学会
  • 発表場所: 東海大学(清水市)
  • 年月日: 2008-03-28
• [学会発表] ウナギ始原生殖細胞の観察と借腹生産への応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 斎藤大樹、後藤理恵、武田貴宏, 他
  • 学会等名: 日本水産学会
  • 発表場所: 東海大学(清水市)
  • 年月日: 2008-03-28