ステロイド代謝経路の「見える化」ーブリ属性決定機構の全容解明を目指すー

• 研究課題/領域番号: 18K05778
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分40030:水圏生産科学関連
• 研究機関: 長崎大学 (2020); 東京大学 (2018-2019)
• 研究代表者: 小山 喬 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(水産), 准教授 (40749701)
• 研究分担者: 中本 正俊 東京海洋大学, 学術研究院, 博士研究員 (80447721)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: カンパチ / 初期性分化 / エストロゲン / 多検体mRNA-seq / ブリ属 / 性決定 / ステロイド / 多検体RNA-seq / ブリ属性決定機構 / ステロイド代謝

研究成果の概要

本研究では、実質的な性決定因子がエストロゲンであることが分かったカンパチを用いて、エストロゲンが駆動する初期性分化メカニズムを解明することを目的とした。
組織観察および多検体mRNA-seq解析の結果、初期性分化が始まる時期を1週間程度の期間まで狭めることに成功した。また、多検体mRNA-seqデータを用いた発現変動遺伝子解析により、初期性分化に重要だと思われる複数の遺伝子を同定することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我々はこれまでに、エストロゲンが性を直接決定できることが明らかにした。一方、なぜエストロゲンが性を決める（すなわち生殖腺の運命を決定する）ことができるのかは、依然として明らかになっていない。本研究ではその原因が、性決定期が分子レベルで特定されていないことにあると考え、性的に未分化な時期から性が確実に決まっている時期まで、生殖腺の遺伝子発現変化を経時的に観察することを試みた。
その結果、分子的な性分化が始まる時期を１週間程度まで狭めること、その時期の発現変動遺伝子を複数同定すること、に成功した。これらの遺伝子を詳細に解析すれば、エストロゲンによる性分化メカニズムの一端が明らかになると期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Capacity for freshwater acclimation and differences in the transcription of ion transporter genes underlying different migratory life histories of Takifugu fish (2021)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, M., Jiang, T., Xu, G., Yang, J., Xu, P., Watanabe, S., Kaneko, T., Koyama, T., Kikuchi, K., Tsukamoto, K., and Otake, T.
  • 雑誌名: Gene 巻: 767 ページ: 145285-145285
  • DOI: 10.1016/j.gene.2020.145285
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Single-cell RNA-seq analysis reveals penaeid shrimp hemocyte subpopulations and cell differentiation process (2021)
  • 著者名/発表者名: Koiwai Keiichiro、Koyama Takashi、Tsuda Soichiro、Toyoda Atsushi、Kikuchi Kiyoshi、Suzuki Hiroaki、Kawano Ryuji
  • 雑誌名: bioRxiv 巻: －
  • DOI: 10.1101/2021.01.10.426076
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Ⅰ-3. ブリ属魚類の性決定機構 (2019)
  • 著者名/発表者名: KOYAMA TAKASHI、NAKAMOTO MASATOSHI、MORISHIMA KAGAYAKI、YAMASHITA TAKEFUMI、MIZUNO NAOKI、KIKUCHI KIYOSHI、SAKAMOTO TAKASHI
  • 雑誌名: 日本水産学会誌 巻: 85 号: 2 ページ: 188-188
  • DOI: 10.2331/suisan.WA2603-4
  • NAID: 130007622995
  • ISSN: 0021-5392, 1349-998X
  • 年月日: 2019-03-15
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Ⅰ-2. フグ類の性決定遺伝子たち (2019)
  • 著者名/発表者名: KIKUCHI KIYOSHI、IEDA RISA、FUJIKAWA DAIGAKU、AHAMMAD KABIR、KOYAMA TAKASHI、HOSOYA SHO
  • 雑誌名: 日本水産学会誌 巻: 85 号: 2 ページ: 187-187
  • DOI: 10.2331/suisan.WA2603-3
  • NAID: 130007622996
  • ISSN: 0021-5392, 1349-998X
  • 年月日: 2019-03-15
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] A single nucleotide polymorphism in a steroidogenic enzyme is associated with phenotypic sex in <i>Seriola</i> fishes (2019)
  • 著者名/発表者名: Takashi Koyama, Masatoshi Nakamoto, Kagayaki Morishima, Ryohei Yamashita, Takefumi Yamashita, Kohei Sasaki, Yosuke Kuruma, Naoki Mizuno, Moe Suzuki, Yoshiharu Okada, Risa Ieda, Tsubasa Uchino, Satoshi Tasumi, Sho Hosoya, Seiichi Uno, Jiro Koyama, Atsushi Toyoda, Kiyoshi Kikuchi, Takashi Sakamoto
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [学会発表] 単細胞レベルでのクルマエビ血球細胞の機能および分化経路推定 (2021)
  • 著者名/発表者名: 小祝敬一郎・小山喬・津田宗一郎・豊田敦・菊池潔・鈴木宏明・川野竜司
  • 学会等名: 令和３年度日本水産学会春季大会
• [学会発表] Genomic identification and characterization of sex-determining locus of Takifugu niphobles by a chromosome-scale genome assembly (2021)
  • 著者名/発表者名: Kabir Ahammad・Risa Ieda・Daigaku Fujikawa・Shotaro Hirase・Takashi Koyama・Atsushi Toyota・Shigehiro Kuraku・Sho Hosoya・Kiyoshi Kikuchi
  • 学会等名: 令和３年度日本水産学会春季大会
• [学会発表] 超多検体トランスクリプトーム解析を指向したライブラリ作製法の立ち上げ (2020)
  • 著者名/発表者名: 小山喬・菊池潔・豊田敦
  • 学会等名: 令和２年度日本水産学会春季大会
• [学会発表] ブリ属3種の比較ゲノム解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 車遥介・小山喬・菊池潔・森島輝・小林久人・志波優
  • 学会等名: 令和２年度日本水産学会春季大会
• [学会発表] 半数体ブリゲノムを用いた性拮抗遺伝子の探索 (2019)
  • 著者名/発表者名: 車 遥介, 小山 喬, 菊池 潔, 森島 輝, 小林 久人
  • 学会等名: 平成31年度日本水産学会春季大会
• [学会発表] ブリ属の性決定領域ゲノム配列比較 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小山 喬, 車 遥介, 菊池 潔, 森島 輝, 豊田 敦
  • 学会等名: 平成31年度日本水産学会春季大会
• [学会発表] ブリ属ステロイド代謝関連遺伝子の発現解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 車 遥介, 小山 喬, 菊池 潔, 中本 正俊, 坂本 崇
  • 学会等名: 平成31年度日本水産学会春季大会
• [学会発表] カンパチ性分化関連遺伝子の網羅的探索 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小山 喬, 菊池 潔
  • 学会等名: 平成31年度日本水産学会春季大会
• [学会発表] ステロイド代謝酵素多型によるブリ属の遺伝的性決定機構 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小山 喬, 中本 正俊, 森島 輝, 山下 量平, 山下 雄史, 佐々木 皓平, 水野 直樹, 車 遥介, 鈴木 萌, 家田 梨櫻, 内野 翼, 田角 聡志, 細谷 将, 宇野 誠一, 小山 次朗, 豊田 敦, 菊池 潔, 坂本 崇
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] Revisiting the steroid theory of sex inducer; Trans-species SNP in a steroidogenic enzyme, <i>Hsd17b1</i>, is associated with sex in <i>Seriola</i> species. (2018)
  • 著者名/発表者名: Takashi Koyama, Masatoshi Nakamoto, Kagayaki Morishima, Ryohei Yamashita, Takefumi Yamashita, Sasaki Kohei, Naoki Mizuno, Moe Suzuki, Risa Ieda, Tsubasa Uchino, Satoshi Tasumi, Sho Hosoya, Seiichi Uno, Jiro Koyama, Atsushi Toyoda, Takashi Sakamoto, Kiyoshi Kikuchi
  • 学会等名: Eighth International Symposium On Vertebrate Sex Determination
  • 国際学会
• [図書] 魚類の性決定・性分化・性転換 (2021)
  • 著者名/発表者名: 菊池 潔、井尻成保、北野 健
  • 総ページ数: 258
  • 出版者: 恒星社厚生閣
  • ISBN: 9784769916635
• [備考] 東京大学大学院農学生命科学研究科附属水産実験所
  • URL: http://www.se.a.u-tokyo.ac.jp/japanese.html
• [産業財産権] ブリ類の性識別方法 (2019)
  • 発明者名: 坂本 崇, 中本 正俊, 菊池 潔, 小山 喬
  • 権利者名: 国立大学法人東京海洋大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2019
  • 外国