環境応答により雌雄を産み分けるミジンコの性スペクトラム

• 研究領域: 性スペクトラム - 連続する表現型としての雌雄
• 研究課題/領域番号: 18H04884
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 加藤 泰彦 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (60415932)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円); 2019年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2018年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
• キーワード: オオミジンコ / 性スペクトラム / ダブルセックス遺伝子 / 長鎖ノンコーディングＲＮＡ / エピゲノム / 共生菌

研究実績の概要

前年度に行ったオス化の程度が異なるオス決定因子Dsx1変異体を用いたRNA-seqデータから、Dsx1と相関のある449個の遺伝子を見出した。これらの遺伝子の発現は Dsx1の変異に依存して変化しており、Dsx1の下流因子であることが示唆された。興味深いことに、これらの遺伝子の大半（398個）は Dsx1 発現と負の相関を示しており、Dsx1によって直接的または間接的に抑制されていることを示唆された。RNA-Seq解析において見いだされたメスで高発現する遺伝子群には「輸送」と「代謝」に関わる遺伝子が多く、これらの中にはアミノ酸や糖の生合成遺伝子が多く含まれていた。一方で、オスで高発現する遺伝子群には、「シグナル伝達経路」に関係する遺伝子が多かった。この結果は、Dsx1が転写因子として複数のシグナル伝達経路を活性化して器官形成をオス型に向かわせる一方で、抑制因子として代謝を低下させていることを示唆している。以上の解析から、性スペトラム上の位置を変動させるDsx1の下流で働く因子をリストアップすることができた。
一方で、 Dsx1 を活性化する長鎖ノンコーディングＲＮＡの性スペトラム上の位置決定における役割を明らかにするために、長鎖ノンコーディングＲＮＡに結合するタンパク質を探索も行った。長鎖ノンコーディングＲＮＡのコア配列に結合するタンパク質をトラップして質量分析を行い、２つの結合タンパク質を見出すことに成功した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Mutation of the Cytochrome P450 CYP360A8 Gene Increases Sensitivity to Paraquat in Daphnia magna (2021)
  • 著者名/発表者名: Religia Pijar、Nguyen Nhan Duc、Nong Quang Dang、Matsuura Tomoaki、Kato Yasuhiko、Watanabe Hajime
  • 雑誌名: Environmental Toxicology and Chemistry 巻: 0 号: 5 ページ: 0-0
  • DOI: 10.1002/etc.4970
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Complete mitochondrial genome of the freshwater water flea Daphnia magna NIES strain (Cladocera, Daphniidae): Rearrangement of two ribosomal RNA genes (2020)
  • 著者名/発表者名: Lee Jin-Sol、Kim Duck-Hyun、Choi Beom-Soon、Kato Yasuhiko、Watanabe Hajime、Lee Jae-Seong
  • 雑誌名: Mitochondrial DNA Part B 巻: 5 号: 2 ページ: 1822-1823
  • DOI: 10.1080/23802359.2020.1750995
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Oligosaccharides derived from dragon fruit modulate gut microbiota, reduce oxidative stress and stimulate toll-pathway related gene expression in freshwater crustacean Daphnia magna (2020)
  • 著者名/発表者名: Sangkuanun Thanwarat、Wichienchot Santad、Kato Yasuhiko、Watanabe Hajime、Peerakietkhajorn Saranya
  • 雑誌名: Fish & Shellfish Immunology 巻: 103 ページ: 126-134
  • DOI: 10.1016/j.fsi.2020.04.046
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Two Doublesex1 mutants revealed a tunable gene network underlying intersexuality in Daphnia magna (2020)
  • 著者名/発表者名: Nong Quang Dang、Matsuura Tomoaki、Kato Yasuhiko、Watanabe Hajime
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 15 号: 8 ページ: e0238256-e0238256
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0238256
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Roles of and cross-talk between ecdysteroid and sesquiterpenoid pathways in embryogenesis of branchiopod crustacean Daphnia magna (2020)
  • 著者名/発表者名: Adhitama Nikko、Kato Yasuhiko、Matsuura Tomoaki、Watanabe Hajime
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 15 号: 10 ページ: e0239893-e0239893
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0239893
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Caloric restriction upregulates the expression ofDNMT3.1, lacking the conserved catalytic domain, inDaphnia magna (2020)
  • 著者名/発表者名: Nguyen Nhan Duc、Matsuura Tomoaki、Kato Yasuhiko、Watanabe Hajime
  • 雑誌名: genesis 巻: 58 号: 12
  • DOI: 10.1002/dvg.23396
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of genome-edited Daphnia for heavy metal detection by fluorescence (2020)
  • 著者名/発表者名: Arao Takuto、Kato Yasuhiko、Nong Quang Dang、Yamamoto Hiroshi、Watanabe Haruna、Matsuura Tomoaki、Tatarazako Norihisa、Tani Kazune、Okamoto Akira、Matsumoto Takeru、Watanabe Hajime
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 号: 1 ページ: 21490-21490
  • DOI: 10.1038/s41598-020-78572-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Reduction of histamine and enhanced spinning behavior of Daphnia magna caused by scarlet mutant (2020)
  • 著者名/発表者名: Ismail Nur Izzatur Binti、Kato Yasuhiko、Matsuura Tomoaki、G?mez‐Canela Cristian、Barata Carlos、Watanabe Hajime
  • 雑誌名: genesis 巻: 59 号: 3
  • DOI: 10.1002/dvg.23403
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Variations in effects of ectosymbiotic microbes on the growth rates among different species and genotypes of Daphnia fed different algal diets (2020)
  • 著者名/発表者名: Zhang Xuan、Ohtsuki Hajime、Makino Wataru、Kato Yasuhiko、Watanabe Hajime、Urabe Jotaro
  • 雑誌名: Ecological Research 巻: 36 号: 2 ページ: 303-312
  • DOI: 10.1111/1440-1703.12194
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Atrazine exposed phytoplankton causes the production of non-viable offspring on Daphnia magna (2019)
  • 著者名/発表者名: Religia Pijar、Kato Yasuhiko、Fukushima Ery Odette、Matsuura Tomoaki、Muranaka Toshiya、Watanabe Hajime
  • 雑誌名: Marine Environmental Research 巻: 145 ページ: 177-183
  • DOI: 10.1016/j.marenvres.2019.02.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] A 5′ UTR-Overlapping LncRNA Activates the Male-Determining Gene doublesex1 in the Crustacean Daphnia magna (2018)
  • 著者名/発表者名: Kato Yasuhiko、Perez Christelle Alexa G.、Mohamad Ishak Nur Syafiqah、Nong Quang D.、Sudo Yuumi、Matsuura Tomoaki、Wada Tadashi、Watanabe Hajime
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 28 号: 11 ページ: 1811-1817
  • DOI: 10.1016/j.cub.2018.04.029
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genomic integration and ligand-dependent activation of the human estrogen receptor α in the crustacean Daphnia magna (2018)
  • 著者名/発表者名: Toerner Kerstin、Nakanishi Tsuyoshi、Matsuura Tomoaki、Kato Yasuhiko、Watanabe Hajime
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 13 号: 6 ページ: e0198023-e0198023
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0198023
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Monitoring ecdysteroid activities using genetically encoded reporter gene in Daphnia magna (2018)
  • 著者名/発表者名: Adhitama Nikko、Matsuura Tomoaki、Kato Yasuhiko、Watanabe Hajime
  • 雑誌名: Marine Environmental Research 巻: 140 ページ: 375-381
  • DOI: 10.1016/j.marenvres.2018.07.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitative analysis of cell-free synthesized membrane proteins at the stabilized droplet interface bilayer (2018)
  • 著者名/発表者名: Elfaramawy Maie A.、Fujii Satoshi、Uyeda Atsuko、Osaki Toshihisa、Takeuchi Shoji、Kato Yasuhiko、Watanabe Hajime、Matsuura Tomoaki
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 54 号: 86 ページ: 12226-12229
  • DOI: 10.1039/c8cc06804f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of white-eyed Daphnia magna mutants lacking scarlet function (2018)
  • 著者名/発表者名: Ismail Nur Izzatur Binti、Kato Yasuhiko、Matsuura Tomoaki、Watanabe Hajime
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 13 号: 11 ページ: e0205609-e0205609
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0205609
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] ミジンコの性 決定を制御する long noncoding RNA (2020)
  • 著者名/発表者名: 加藤泰彦
  • 学会等名: 日本遺伝学会第 92 回大会
  • 招待講演
• [学会発表] A 5´ UTR-overlapping LncRNA Activates the Male-determining Gene doublesex1 in the Crustacean Daphnia magna (2018)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiko Kato, Christelle Alexa G. Pelez, Nur Syafiqah Mohamad Ishak, Quang D. Nong, Tomoaki Matsuura, Tadashi Wada, Hajime Watanabe
  • 学会等名: 第 20 回 日本 RNA 学会年会
• [学会発表] Monitoring of chemical and metal contaminants using engineered Daphnia magna (2018)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiko Kato, Hajime Watanabe
  • 学会等名: Second Interdisciplinary and Research Alumni Symposium iJaDe2018
  • 国際学会
• [学会発表] オオミジンコにおける内分泌かく乱物質検出のためのGAL4/UASシステムの確立 (2018)
  • 著者名/発表者名: 加藤泰彦、山崎勇人、松浦友亮、渡邉肇
  • 学会等名: 第70回日本生物工学会大会
• [学会発表] Visualization of ecdysteroid activities using genetically encoded reporter gene in Daphnia magna (2018)
  • 著者名/発表者名: Nikko Adhitama, Yasuhiko Kato, Tomoaki Matsuura, Hajime Watanabe
  • 学会等名: 第70回日本生物工学会大会
• [学会発表] オオミジンコの遺伝子操作法の開発と応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 加藤泰彦、志賀靖弘、時下進一、山形秀夫、渡邉肇
  • 学会等名: 東京薬科大学生命科学部25周年記念シンポジウム
• [学会発表] 環境応答により雌雄を産み分けるミジンコの性スペクトラム (2018)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiko Kato、Christelle Alexa G. Perez、Quang D. Nong、Hajime Watanabe
  • 学会等名: 新学術領域研究 性スペクトラム 第二回 領域班会議
• [学会発表] A 5 ' UTR-Overlapping LncRNA Activates the Male- Determining Gene doublesex1 in the Crustacean Daphnia magna (2018)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiko Kato、Christelle Alexa G. Perez、Quang D. Nong、Hajime Watanabe
  • 学会等名: JAJ RNA 2018
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] オオミジンコにおけるHSP70プロモーターを利用した熱誘導型遺伝子発現系の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 加藤泰彦、清水里奈、渡邉肇
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 環境応答により雌雄を産み分けるミジンコの性スペクトラム (2018)
  • 著者名/発表者名: 加藤泰彦、Quang Dang Nong、渡邉肇
  • 学会等名: 「先進ゲノム支援」2018年度拡大班会議
• [学会発表] Alterations in the activity of the sex determination factor dsx1 resulted in different intersex phenotypes in Daphnia magna (2018)
  • 著者名/発表者名: Quang Dang Nong , Yasuhiko Kato , Hajime Watanabe
  • 学会等名: 「先進ゲノム支援」2018年度拡大班会議
• [学会発表] Possibility of chemical communication among Daphnia individuals for reproductive strategy (2018)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiko Kato, Hajime Watanabe
  • 学会等名: Frontier Research on Chemical Communications (ISCC2019)
  • 国際学会