研究課題
基盤研究(B)
キナワベニハゼ(Trimma okinawae)は、同一個体に卵巣と精巣が存在し、それら各々の機能が社会的構造を換えることによって逆の方向に発達する。本研究では、視覚刺激によって同一個体内の2つの生殖腺で起こる逆方向の形態的変化に先がけて起こる遺伝子発現パターンの変動の詳細を明らかにする。また、ベラなどにみられる一方向の性転換についても同様な解析を行う。先ず、オキナワベニハゼの雌から雄への性転換は5日間、逆に雄から雌への性転換は約10日間で誘起されることを示した。この実験系を駆使して、視覚刺激の入力から30分以内に(8時間以内には完全に)性行動の転換、12時間以内に生殖腺における生殖腺刺激ホルモン(FSH, LH)受容体遺伝子発現の急激な変動が起こることを明らかにした。さらに、卵巣と脳から2種類の芳香化酵素遺伝子(卵巣型P450arom、脳型P450arom)をクローニングした。定量的RT-PCRによる解析から、卵巣型P450arom mRNAは生殖周期に伴って変動を示したが(卵黄形成期に高く、産卵後に減少)、脳型は卵巣にはほとんど発現がみられず、生殖腺の発達に伴って上昇することもなかった。以上の結果から、オキナワベニハゼの両方向の性転換には、生殖腺刺激ホルモン/生殖腺刺激ホルモン受容体系が重要な役割を果たすこと、更には、卵巣の発達(雌への性転換)には卵巣型P450arom遺伝子の発現のオン/オフが重要な鍵となることが明らかになった。今後は、この2つのネットワークに関る遺伝子、ホルモン因子を同定することにより、この種における性転換のメカニズム、性的可塑性の分子的基盤を明らかにしたいと考えている。一方、一方向(メスからオス)性転換魚のササノハベラ(Pseudolabrus sieboldi)では、性ホルモンによるin vitroでの性転換誘起に成功した。卵巣組織を11-ketotestosterone(11KT)と共に培養することにより、精子を含む各発達段階の雄性生殖細胞が認められたが、卵巣片をestradiol-17口(E2)で培養すると、培養条件下でも卵母細胞が維持された。一方、精巣組織の培養では、E2では精巣組織が完全に退行したのに対し、11KTでは精子を含む精巣構造が維持された。本研究では、ベラの生殖腺を用いることで、in vitroでの卵巣から精巣への性転換に成功したが、この実験系は今後、成体の生殖腺の性的可塑性の分子メカニズムを解析するために非常に有効であると思われる。
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