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共生細菌と宿主のせめぎ合いが生み出す性決定カスケードの多様化

研究課題

研究課題/領域番号 22K19166
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分39:生産環境農学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

鈴木 雅京  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (30360572)

研究分担者 中 秀司  鳥取大学, 農学部, 准教授 (00443846)
研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード性決定 / 性分化 / 雄決定遺伝子 / 雌決定遺伝子 / piRNA / W染色体 / マイマイガ / embryonic RNAi / オス決定遺伝子 / メス決定遺伝子 / 多様性 / 性決定遺伝子の進化 / 共生細菌 / 進化 / 有性生殖
研究開始時の研究の概要

生物間で普遍的なプロセスに関わるメカニズムやその責任遺伝子には強固な保存性がみられる。一方、性はあらゆる多細胞生物において普遍的にみられるにも関わらず、性決定プロセスには驚異的な多様性がみられる。有性生殖の根幹に関わるプロセスになぜ多様性が生じるのか、様々な仮説が立てられてきたが、実証されたケースは稀である。この謎の解明に挑戦すべく、本研究課題では申請者が今までの研究を通して辿り着いた「共生細菌と宿主のせめぎ合いが性決定プロセスに多様化をもたらす」との仮説を検証する。本研究が成功すれば、共生細菌に対抗するためも宿主が進化させた性決定機構の多様化プロセスを解明できる。

研究成果の概要

本研究により、1世紀以上もの間謎であったマイマイガの雌決定因子と雄決定因子がそれぞれFet-WとLdMascであることを明らかにすることができた。Fet-WはLdMascを標的とするpiRNAを産生し、LdMascのmRNAを分解することにより雌における雄分化を抑制することで雌分化が達成されることを突き止めた。野生地域集団を対象とした解析を実施することにより、Fet-Wのコピー数とその発現量に地域差が見られることを発見した。同様の地域差はLdMascにも見られた。LdMascから派生したW染色体上の遺伝子を多数見出し、それらが雌決定遺伝子として機能しうる可能性を示唆する証拠を得ることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究によりマイマイガの性決定遺伝子には種内多型がみられることが分子レベルで解明された。この発見は、性決定機構に驚異的な多様性が生まれる仕組みを理解する上で重要な手がかりを与える。また、性決定遺伝子の多型は性決定能の多型を生み出し、その結果異なる地域集団の交配が性転換をもたらす事例を発見した。この発見は、性決定機構が多様性を示す適応的意義の理解に繋がる。本研究により、雄決定遺伝子から派生したW染色体上の遺伝子が雌決定能を有する可能性が見出された。本発見は、雄決定遺伝子から派生した遺伝子が新たに雌決定遺伝子としての機能を獲得する進化のプロセスを理解する上で重要な手がかりとなる。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 2件) 備考 (6件)

  • [雑誌論文] 性行動に関わるdsx標的遺伝子の同定2024

    • 著者名/発表者名
      鈴木 雅京
    • 雑誌名

      昆虫と自然

      巻: 59 ページ: 34-37

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] In Vitro Comparison of Sex-Specific Splicing Efficiencies of fem Pre-mRNA under Monoallelic and Heteroallelic Conditions of csd, a Master Sex-Determining Gene in the Honeybee2023

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Yukihiro、Yamada Takafumi、Suzuki Masataka G.
    • 雑誌名

      Journal of Developmental Biology

      巻: 11 号: 1 ページ: 10-10

    • DOI

      10.3390/jdb11010010

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 雌雄モザイクカイコを用いた性分化の細胞自律性についての検証2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木 雅京
    • 雑誌名

      昆虫と自然

      巻: 57 ページ: 41-44

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 性決定研究におけるマイマイガの魅力2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木 雅京
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 7 ページ: 45-48

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] マイマイガ雑種第1世代にみられる性転換現象の分子基盤について2024

    • 著者名/発表者名
      鈴木 雅京, 庄司 輝介, 笠原 良太, 中 秀司
    • 学会等名
      日本昆虫学会第84回大会・第68回日本応用動物昆虫学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] マイマイガゲノムに多数見出された雄化遺伝子 LdMasc 部分配列の機能解析2024

    • 著者名/発表者名
      庄司 輝介, 鈴木 雅京
    • 学会等名
      令和6年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会 日本蚕糸学会第94回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] マイマイガゲノムに多数見出された雄化遺伝子LdMasc部分配列の機能解析2023

    • 著者名/発表者名
      庄司 輝介, 鈴木 雅京
    • 学会等名
      第8回 蚕糸昆虫機能利用関東支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 昆虫は性ホルモンをもつか?雌雄モザイクカイコを用いた解析2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木 雅京
    • 学会等名
      ポストリソソーム脂肪酸代謝経路の解明
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 昆虫の性は細胞自律的に決まるのか?2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木 雅京
    • 学会等名
      第47回日本比較内分泌学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マイマイガにおける性決定遺伝子の同定とその機能解析2023

    • 著者名/発表者名
      諸貫 優人, 笠原 良太, 青木 不学, 鈴木 雅京
    • 学会等名
      日本蚕糸学会第93回大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 北見産及び福島産マイマイガ間交配によって得られた性転換雄について2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木 雅京, 諸 貫優人, 笠原 良太, 中 秀司
    • 学会等名
      日本蚕糸学会第93回大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] 東京大学大学院新領域創成科学研究科先端生命科学専攻 資源生物制御学分野

    • URL

      https://www.ib.k.u-tokyo.ac.jp/faculty/bio_resource_regulation/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 資源生物制御学分野ホームページ

    • URL

      https://webpark1599.sakura.ne.jp/seigyo/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
  • [備考] researchmap 鈴木 雅京

    • URL

      https://researchmap.jp/gakyo_page

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
  • [備考] google scholar 鈴木 雅京

    • URL

      https://scholar.google.co.jp/citations?user=mD4jN3QAAAAJ&hl=ja

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
  • [備考] researchgate Masataka G Suzuki

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Masataka-Suzuki-6

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
  • [備考] 東京大学大学院新領域創成科学研究科先端生命科学専攻ホームページ

    • URL

      https://www.ib.k.u-tokyo.ac.jp/faculty/bio_resource_regulation/

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-07-05   更新日: 2025-01-30  

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