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2016 年度 実施状況報告書

アンドロゲン応答形質の多様化と適応の分子生物学的基盤

研究課題

研究課題/領域番号 15K07138
研究機関九州大学

研究代表者

荻野 由紀子  九州大学, 農学研究院, 准教授 (00404343)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードアンドロゲン / 二次性徴 / 性行動 / 真骨魚類 / ゲノム重複
研究実績の概要

本研究は、メダカAR変異体表現型解析から、多様な雄性形質発現の遺伝的背景として、AR遺伝子重複の進化学的意義を探索すると共に、非モデル真骨魚類の二次性徴と比較解析し、多様性の根本となるアンドロゲン応答と形態形成制御遺伝子との間の遺伝子・シグナリングネットワークを解明することを目的としている。昨年度に引き続きメダカ変異体のARパラログ特異的な表現型を外部形態のみならず、生殖腺分化、繁殖行動について解析するとともに、遺伝子発現解析を進めた。昨年の解析からARパラログ特異的な制御を受けることが明らかとなった歯や鰭に現れる表現型の重要性ついて、繁殖行動解析、ハイスピードカメラ撮影を駆使し、表現型の個体間相互作用に及ぼす影響を解析した。これまでに、歯は雄同士の闘争に、鰭は雌雄の識別に重要であることを示唆する結果を得ている。さらに、アンドロゲンが制御する分化遺伝子カスケードついて包括的な理解を進めるために、これまでにアンドロゲン応答因子として重要性が明らかとなったWntシグナリングについて、Wntシグナリング阻害剤とアンドロゲンの供与試験により魚種間での比較解析を行った。Wntシグナリング阻害により、いずれの魚類においても、未分化間葉細胞の増殖が低下し、二次性徴発現が強く抑制された。このことはWntシグナリングがアンドロゲン応答の初期因子として種を超えて魚類の二次性徴の誘導機構に広く関与していることを示している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

AR変異体メダカを用いた表現型解析により、行動、外部形態、内生殖器について、ARα、ARβ変異体の表現型が明らかとなり、組織レベル、各分化マーカー因子の解析情報が集積した。メダカの外部形態に現れる個々の二次性徴形質の個体間相互作用に果たす役割を行動解析から示すことができた。一方で、詳細な遺伝子発現解析に必要なトランスジェニックメダカ系統の樹立が遅れている。

今後の研究の推進方策

引き続き、AR サブタイプ特異的標的遺伝子群について、特に形態形成制御群に着目したスクリーニングを進め、ARα、ARβそれぞれのシグナリングネットワークの相違を明らかにする。さらに、アンドロゲンが制御する分化遺伝子カスケードを理解するために、標的器官特異的なアンドロゲン応答機構について網羅的な遺伝子発現解析を進める。
既に他魚種間で共通して重要性が明確となったWntシグナリングについて、Lef1などのアンドロゲン応答因子のプロモーター解析から、アンドロゲン応答の制御機構の詳細を明らかにする。さらにアンドロゲン応答性の未分化間葉細胞の出現とその維持に必要な遺伝子群を同定し、メダカ、カダヤシ、ソードティルフィッシュを用いた比較解析を元に、二次性徴発現の初期応答の分子機構の詳細を解明する。

次年度使用額が生じた理由

昨年度は、所属機関を異動したため、実験計画の開始が遅れた。またAR-GFPメダカなどについて再構築の必要性が生じ、予定していた遺伝子発現解析の一部を繰り越すこととなった。よって、必要な試薬等の購入経費の使用が次年度となった。

次年度使用額の使用計画

平成29年度は、主にAR標的遺伝子の同定、発現制御機構についての解析を進めるため、レポーターアッセイや遺伝子発現解析に必要な試薬、消耗品を必要とする。また、解析に必要なトランスジェニックメダカ、メダカ変異体系統のgenotyping、表現型解析に使用する消耗品、試薬、飼育器具を必要とする。また、得られた成果についての論文投稿、学会発表に必要な経費を必要とする。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] RNA-seq analysis of the gonadal transcriptome during Alligator mississippiensis temperature-dependent sex determination and differentiation.2016

    • 著者名/発表者名
      Yatsu R, Miyagawa S, Kohno S, Parrott BB, Yamaguchi K, Ogino Y, Miyakawa H, Lowers RH, Shigenobu S, Guillette LJ Jr, Iguchi T
    • 雑誌名

      BMC Genomics

      巻: 16 ページ: 77

    • DOI

      10.1186/s12864-016-2396-9

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Characterization of evolutionary trend in squamate estrogen receptor sensitivity.2016

    • 著者名/発表者名
      Yatsu R, Katsu Y, Kohno S, Mizutani T, Ogino Y, Ohta Y, Myburgh J, van Wyk JH, Guillette LJ Jr, Miyagawa S, Iguchi T
    • 雑誌名

      Gen Comp Endocrinol

      巻: 238 ページ: 88-95

    • DOI

      10.1016/j.ygcen.2016.04.005

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Neverland regulates embryonic moltings through the regulation of ecdysteroid synthesis in the water flea Daphnia magna,2016

    • 著者名/発表者名
      Sumiya E, Ogino Y, Toyota K, Miyakawa H, Miyagawa S, Iguchi T
    • 雑誌名

      J Appl Toxicol

      巻: 36 ページ: 1476-1485

    • DOI

      0.1002/jat.3306

    • 査読あり
  • [学会発表] Evolutionary diversification of androgen dependent sex characteristics development in teleost fishes.2016

    • 著者名/発表者名
      Ogino Y, Iguchi T
    • 学会等名
      22nd International Congress of Zoology及び日本動物学会第75回大会合同大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県宜野湾市)
    • 年月日
      2016-11-04 – 2016-11-09
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Approach to establishing a knock-in system by using TAL-PITCh in the water flea Daphnia pulex2016

    • 著者名/発表者名
      Hiruta C, Sakuma T, Ogino Y, Yamamoto T, Iguchi T
    • 学会等名
      日本ゲノム編集学会第1回大会
    • 発表場所
      広島国際会議場(広島県広島市)
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-08
  • [学会発表] 真骨魚類の多彩な二次性徴形質発現の分子機構“メダカ、卵胎生魚類カダヤシ、ソードティルフィッシュを用いた比較解析”2016

    • 著者名/発表者名
      荻野由紀子、井口泰泉
    • 学会等名
      第二回ユニークな少数派実験動物を扱う若手が最先端アプローチを勉強する会
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター(愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2016-08-21 – 2016-08-22
  • [学会発表] Functional and evolutionary analyses of androgen receptor gene in teleost fishes: Molecular basis of diversified sex characteristics development.2016

    • 著者名/発表者名
      Ogino Y, Kuraku S, Ishibashi H, Miyakawa H, Yasugi M, Watanabe E, Kamei Y, Iguchi T
    • 学会等名
      22nd Japanese Medaka and Zebrafish Meeting
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター(愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2016-08-20 – 2016-08-21

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公開日: 2018-01-16  

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