水産育種の新モデルとしてのキタノメダカ性分化・転換の分子機構解明とその応用

• 研究課題/領域番号: 18H02281
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分40040:水圏生命科学関連
• 研究機関: 静岡県立大学
• 研究代表者: 小林 亨 静岡県立大学, 食品栄養科学部, 教授 (30221972)
• 研究分担者: 明正 大純 静岡県立大学, 食品栄養科学部, 助教 (00781808) ; 小林 靖尚 近畿大学, 農学部, 准教授 (10643786)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円); 2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2020年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2019年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2018年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
• キーワード: 性分化・性転換 / メダカ / gsdf / dmrt１ / amh / 性分化関連遺伝子 / クエ / 性分化・転換 / キタノメダカ / 性分化 / 性転換 / ミナミメダカ / 性決定 / 水産育種モデル / ナイルティラピア

研究成果の概要

申請者はミナミメダカと同様な性分化・性転換のポテンシャルをもつ近縁種であるキタノメダカ（Oryzias sakaizumii）の性分化カスケードがミナミメダカ (O. latipes)とは異なり、水産有用種であるティラピア等と極めて類似していることを初めて見出した。そこで、水産増殖における性統御の技術開発に資するために、本種を新たなモデルとした研究を水産有用種であるティラピア、クエと比較検討しつつ行っている。今回、性決定から生殖腺分化および性転換の分子機構を検討した結果、雄への性転換には、Dmrt1は必要であるが、これまで知られていない新規の分化経路の存在が初めて示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、キタノメダカの性分化、性転換の分子機構を水産有用種であるティラピア、クエの性転換機構と比較検討した結果、雄への性転換には、Dmrt1は必要であるが、その誘導や分化には新規の精巣分化経路が存在することが明らかとなった。このことは、新規の分化経路が、Gsdfの発現が精巣分化誘導と相関しない種やDmrt1の発現が精巣分化と相関しない種の精巣分化（性転換を含）においても共通である可能性を強く示唆するものであり、水産増殖における性統御に資する技術開発を前進させる成果である

研究成果

• [雑誌論文] Preself-Feeding Medaka Fry Provides a Suitable Screening System for in Vivo Assessment of Thyroid Hormone-Disrupting Potential (2022)
  • 著者名/発表者名: Myosho, T., Ishibashi, A., Fujimoto, S., Miyagawa, S., Iguchi, T., Kobayashi, T.
  • 雑誌名: Environmental Science & Technology 巻: - 号: 10 ページ: 6479-6490
  • DOI: 10.1021/acs.est.1c06729
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Control of gonadal maturation and sex in grouper. (2022)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, Y.
  • 雑誌名: Aquaculture and Fishers 巻: -
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effect of synthetic androgen treatment on the gonad of juvenile longtooth grouper (Epinephelus bruneus). (2021)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Y, Morishita T, Chuda H.
  • 雑誌名: Int Aquat Res. 巻: 113 ページ: 163-171
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Effects of synthetic sex steroid hormone exposures on gonadal sex differentiation and dynamics of a male-related gene, Gonadal soma-derived factor (Gsdf) and an estrogen up-regulated gene, Choriogenine-H (ChgH) gene expression in the euryhaline Javafish medaka, Oryzias javanicus, based on genetic sexes (2021)
  • 著者名/発表者名: Myosho T, Hattori M, Yamamoto J, Toda M, Okamura T, Onishi Y, Takehana Y, Kobayashi T.
  • 雑誌名: Chemosphere 巻: 274 ページ: 129893-129893
  • DOI: 10.1016/j.chemosphere.2021.129893
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Characterization of G protein‐coupled estrogen receptors in Japanese medaka, Oryzias latipes (2020)
  • 著者名/発表者名: Miyaoku Kaori、Ogino Yukiko、Lange Anke、Ono Ayaka、Kobayashi Tohru、Ihara Masaru、Tanaka Hiroaki、Toyota Kenji、Akashi Hiroshi、Yamagishi Genki、Sato Tomomi、Tyler Charles R.、Iguchi Taisen、Miyagawa Shinichi
  • 雑誌名: Journal of Applied Toxicology 巻: - 号: 9 ページ: 1390-1399
  • DOI: 10.1002/jat.4130
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Viviparous stingrays avoid contamination of the embryonic environment through faecal accumulation mechanisms (2020)
  • 著者名/発表者名: Tomita Taketeru、Nakamura Masaru、Kobayashi Yasuhisa、Yoshinaka Atsushi、Murakumo Kiyomi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 号: 1 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1038/s41598-020-64271-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Shift of the Vegetal Pole Area of Full-Grown Oocytes Toward the Ovulatory Site of the Ovary in the Medaka Fish, Oryzias latipes (Beloniformes: Adrianichthyidae) (2019)
  • 著者名/発表者名: Takashi Iwamatsu, Shoji Oda, Hirokuni Kobayashi, Lynne R. Parenti, Yasuhisa Kobayashi
  • 雑誌名: The Biological Bulletin 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] ハタ科魚類の性分化と性転換に関する形態学的および生理学的研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 村田良介, 野津了, 小林靖尚, 中村將
  • 雑誌名: 日本水産学雑誌 巻: in press
  • NAID: 130007884617
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inter- and intraspecific variation in sex hormone induced sex-reversal in medakas, Oryzias latipes and Oryzias sakaizumi (2019)
  • 著者名/発表者名: Myosho, T., Sato, T., Nishiyama, H., Watanabe, A., Yamamoto, J., Okamura, T., Onishi, Y., Fujimaki, R., Hamaguchi, S., Sakaizumi, M. and Kobayashi, T
  • 雑誌名: Zoological Science 巻: 36 号: 5 ページ: 425-431
  • DOI: 10.2108/zs180194
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hyperosmotic tolerance of adult fish and early embryos are determined by discrete, single loci in the genus Oryzias (2018)
  • 著者名/発表者名: Myosho Taijun、Takahashi Hideya、Yoshida Kento、Sato Tadashi、Hamaguchi Satoshi、Sakamoto Tatsuya、Sakaizumi Mitsuru
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 号: 1 ページ: 6897-6897
  • DOI: 10.1038/s41598-018-24621-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 長崎県平戸産ミナミメダカ個体群におけるDmyに次ぐ第2の性決定遺伝子GsdfneoYの獲得機構と第3の性決定遺伝子の探索 (2021)
  • 著者名/発表者名: 明正 大純、藤本慎吾、小林 亨
  • 学会等名: 日本動物学会第92回大会
• [学会発表] アンドロゲン投与がクエ幼魚の生殖腺へ及ぼす影響 (2021)
  • 著者名/発表者名: 小林靖尚
  • 学会等名: 第45回 日本比較内分泌学会大会
• [学会発表] 新旧性決定遺伝子Dmy とGsdfneoY が共存する長崎県平戸産野生ミナミメダカ個体群. (2020)
  • 著者名/発表者名: 明正 大純、藤本慎吾、小林 亨
  • 学会等名: 第67回日本生態学会
• [学会発表] 長崎県平戸産ミナミメダカ個体群におけるRetrotransposonの挿入による新規性決定遺伝子GsdfneoYへの進化. (2020)
  • 著者名/発表者名: 明正 大純、藤本慎吾、小林 亨
  • 学会等名: 日本動物学会第91回大会
• [学会発表] ミナミメダカとキタノメダカにおける性ホルモン曝露による性転換誘導の種間・種内多様性とGsdfの関係 (2019)
  • 著者名/発表者名: 明正 大純、渡邉 明帆、小林 亨
  • 学会等名: 公益社団法人日本動物学会第90回大阪大会
• [学会発表] ミナミメダカのエストロゲンによる性転換誘導における感受性の系統差はGsdfの発現制御と相関する (2019)
  • 著者名/発表者名: 明正 大純、西山 ひろか、渡邉 明帆、小林 亨
  • 学会等名: 第22回環境ホルモン学会研究発表会 (東京)
• [学会発表] プロゲスチン曝露によるメダカの性転換 III (2019)
  • 著者名/発表者名: 渡邉 明帆、明正 大純、小林 亨
  • 学会等名: 第22回環境ホルモン学会研究発表会 (東京)
• [学会発表] ナイルティラピアの生殖腺性分化・転換過程におけるAmhの発現動態 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小林 亨
  • 学会等名: 日本動物学会第89回 (札幌)
• [学会発表] キタノメダカHNI-II系統における性決定初期に高発現するDmrt1の種内共通性の探索とその機能解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 明正 大純, 佐藤 忠, 酒泉 満, 小林 亨
  • 学会等名: 日本動物学会第89回 (札幌)
• [学会発表] EE2曝露によるメダカエストロゲン応答遺伝子の反応性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 松谷 優佳里、明正 大純、小林 亨
  • 学会等名: 環境ホルモン学会第21回研究発表会 (東京)
• [図書] 軟骨魚類の繁殖と性分化. In魚類の性決定・性分化・性転換-これまでとこれから (e-水産学シリーズ). 第7章. 145-166. (2020)
  • 著者名/発表者名: 小林靖尚、野津了、中村將
  • 総ページ数: 21
  • 出版者: 恒星社厚生閣
• [図書] 魚類の性転換-多様な性転換から見えてきた共通性. In 魚類の性決定・性分化・性転換-これまでとこれから (e-水産学シリーズ).第8章. 167-190. (2020)
  • 著者名/発表者名: 野津了、小林靖尚、中村將
  • 総ページ数: 23
  • 出版者: 恒星社厚生閣
• [図書] Sex Differentiation, Sex Change, and Sex Control in Groupers. In: Sex Control in Aquaculture. (2019)
  • 著者名/発表者名: Masaru Nakamura, Yasuhisa Kobayashi
  • 出版者: Wiley-Blackwell
  • ISBN: 9781119127260
• [図書] Variety of Sex Change in Tropical Fish. In: Reproductive and Developmental Strategies. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Kobayashi, Ryo Nozu, Ryo Horiguchi, Masaru Nakamura
  • 出版者: Springer
  • ISBN: 9784431566090
• [図書] 日本動物学会（編）動物学の百科事典. 4章-12 解析手法としての遺伝学 (2018)
  • 著者名/発表者名: 明正 大純
  • 総ページ数: 808
  • 出版者: 丸善出版
  • ISBN: 9784621303092
• [備考] メダカ孵化仔魚を用いた化学物質の甲状腺ホルモン撹乱活性の新規検出法を確立
  • URL: https://www.u-shizuoka-ken.ac.jp/news/20220511/