節足動物及び脊椎動物を用いた環境に依存する性決定機構の解明

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24370029
• 研究機関: 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設)
• 研究代表者: 井口 泰泉 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 教授 (90128588)
• 研究分担者: 荻野 由紀子 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 助教 (00404343) ; 宮川 信一 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 助教 (30404354)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 性決定 / 温度 / 爬虫類

研究実績の概要

性決定や生殖戦略の多様性は、多様な種の確立に至る生物進化の分子基盤となっている。動物の性決定・分化については、多くの場合染色体の構成で決まるが(遺伝型性決定)、光や温度、個体密度など、周囲の環境によって性が決まる動物がいる(環境依存型性決定)。本研究は、アメリカワニとオオミジンコの環境依存型性決定機構をモデルとして、環境シグナルの受容機構と、そのような外部環境シグナルとホルモンを含む生体内環境調節因子との間の遺伝子・シグナルネットワークを明らかにすることを目的としている。
アメリカワニから既に複数種のTRP遺伝子の全長をクローニングしており、そのうちの一つは、100%雄が誘導される温度に近い温度域で活性化されることを見出した。さらにそのTRP特異的なアゴニスト、アンタゴニストを卵に添加し、孵化直前まで育てたワニから性腺を摘出し遺伝子発現解析を行った結果、Sox9、Amhなど精巣形成に重要な遺伝子の発現変化が認められた。このことは、環境依存型性決定機構において、環境シグナルを内在的なシグナルに変換するための温度センサーに関する初めて報告となる。
オオミジンコは雄決定のトリガーとなる環境要因を検討した。その結果、光周期によって、高効率で雄を産生する条件を決定するラインを確立することができた。さらに雄になる条件、雌になる条件で飼育したミジンコの遺伝子発現解析をRNA-seq解析及び、メタボローム解析を行い、いくつかの（性決定に関与しうる）候補を見出した。得られた候補遺伝子や代謝物（タンパク）について、性比に与える影響についての機能解析を行うことにより、環境依存型性決定の一連の分子カスケードが明らかにできると思われる。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26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] Estrogen receptor 1 (ESR1; ERα), not ESR2 (ERβ), modulates estrogen-induced sex reversal in the American alligator, a species with temperature-dependent sex determination (2015)
  • 著者名/発表者名: Kohno, S., Bernhard, M.C., Katsu, Y., Zhu, J., Byan, T.A., Doheny, B.M., Iguchi, T. and Guillette, L.J.Jr.
  • 雑誌名: Endocrinology 巻: 印刷中 ページ: -
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1210/en.2014-1852
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Methyl farnesoate synthesis is necessary for the environmental sex determination in the water flea Daphnia pulex (2015)
  • 著者名/発表者名: Toyota, K., Miyakawa, H., Hiruta, C., Furuta, K., Ogino, Y., Shinoda, T., Tatarazako, N., Miyagawa, S., Shaw, J.R. and Iguchi, T.
  • 雑誌名: J. Insect Physiol. 巻: 印刷中 ページ: -
  • DOI: 10.1016/j.jinsphys.2015.02.002.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ionotropic glutamate receptors mediate inducible defense in the water flea Daphnia pulex (2015)
  • 著者名/発表者名: Miyakawa, H., Sato, T., Colbourne, J.K. and Iguchi, T.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 10 ページ: e0121324
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0121324
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] MDA receptor activation on the upstream of methyl farnesoate signaling for short-day induced male offspring production in water flea Daphnia pulex (2015)
  • 著者名/発表者名: Toyota, K., Miyakawa, H., Yamaguchi, K., Shigenobu, S., Ogino, Y., Tatarazako, N., Miyagawa, S. and Iguchi, T.
  • 雑誌名: BMC Genomics. 巻: 16 ページ: 186
  • DOI: 10.1186/s12864-015-1392-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Diofenolan induces male offspring production through binding to the juvenile hormone receptor in Daphnia magna (2015)
  • 著者名/発表者名: Abe, R., Toyota, K., Miyakawa, H., Watanabe, H., Oka, T., Miyagawa, S., Nishide, H., Uchiyama, I., Tollefsen, E.K., Iguchi, T. and Tatarazako, N.
  • 雑誌名: Aquat. Toxicol. 巻: 159 ページ: 44-51
  • DOI: 10.1016/j.aquatox.2014.11.015.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Establishment of a short-term in vivo screening method for detecting chemicals having juvenile hormone activity using adult Daphnia magna (2015)
  • 著者名/発表者名: Abe, R., Watanabe, H., Yamamuro, M., Iguchi, T. and Tatarazako, N
  • 雑誌名: J. Appl. Toxicol. 巻: 35 ページ: 75-82
  • DOI: 10.1002/jat.2989.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Targeted gene disruption by use of transcription activator-like effector nuclease (TALEN) in the water flea Daphnia pulex (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiruta, C., Ogino, Y., Sakuma, T., Toyota, K., Miyagawa, S., Yamamoto, T. and Iguchi, T.
  • 雑誌名: BMC Biotechnol. 巻: 14 ページ: 95
  • DOI: 10.1186/s12896-014-0095-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Roles of ecdysteroids for progression of reproductive cycle in the fresh water crustacean Daphnia magna (2014)
  • 著者名/発表者名: Sumiya, E., Ogino Y., Miyakawa, H., Hiruta, C., Toyota, K., Miyagawa, S. and Iguchi, T.
  • 雑誌名: Front. Zool. 巻: 11 ページ: 60
  • DOI: 10.1186/s12983-014-0060-2
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The reproductive hormone cycle of adult female American alligators from a Barrier island population. Reproduction (2014)
  • 著者名/発表者名: Hamlin, H.J., Lowers, R.H., Kohno, S., Mitsui-Watanabe, N., Amano, H., Hara, A., Ohta, Y., Miyagawa, S., Iguchi, T. and Guillette, L.J.Jr.
  • 雑誌名: Reproduction 巻: 147 ページ: 855-863
  • DOI: 10.1530/REP-14-0031
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Molecular impact of juvenile hormone agonists on neonatal Daphnia magna. (2014)
  • 著者名/発表者名: Toyota, K., Kato, Y., Miyakawa, H., Yatsu, R., Mizutani, T., Ogino, Y., Miyagawa, S., Watanabe, H., Nishide, H., Uchiyama, I., Tatarazako, N. and Iguchi, T.
  • 雑誌名: J. Appl. Toxicol. 巻: 34 ページ: 537-644
  • DOI: 10.1002/jat.2922
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Gonadal differentiation in reptiles exhibiting environmental sex determination (2014)
  • 著者名/発表者名: Kohno, S., Parrott, B.B., Yatsu, R., Miyagawa, S., Moore, B.C., Iguchi, T. and Guillette, L.J. Jr.
  • 雑誌名: Sex. Devel. 巻: 8 ページ: 208-226
  • DOI: 10.1159/000358892
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Analusis of juvenile hormone as a sex determining factor in water flea (2014)
  • 著者名/発表者名: Miyagawa, S., Toyota, K. and Iguchi, T.
  • 学会等名: 第17回環境ホルモン学会
  • 発表場所: 東京大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-12-09 – 2014-12-10
• [学会発表] 若ホルモン短期検出法を用いた農薬の昆虫ホルモン作用の検出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 阿部良子、高信瞳、渡部春奈、井口泰泉、鑪迫典久
  • 学会等名: 第17回環境ホルモン学会
  • 発表場所: 東京大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-12-09 – 2014-12-10
• [学会発表] Analyses of ecdysteroids during reproductive cycle and embryogenesis in Daphnia magna. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sumiya, E., Ogino, Y., Miyakawa, H., Hiruta, C., Toyota, K., Miyakawa, S. and Iguchi, T.
  • 学会等名: 第39回日本比較内分泌学会第8回ISAREN合同大会
  • 発表場所: 岡崎カンファレンスセンター（愛知県岡崎市）
  • 年月日: 2014-11-07 – 2014-11-09
• [学会発表] Temperature-dependent sex determination and characterization of androgen system in American alligator. (2014)
  • 著者名/発表者名: Miyagawa, S., Yatsu, R., Kohno, S., Guillette, LJr., Iguchi, T.
  • 学会等名: 第39回日本比較内分泌学会第8回ISAREN合同大会
  • 発表場所: 岡崎カンファレンスセンター（愛知県岡崎市）
  • 年月日: 2014-11-07 – 2014-11-09
• [学会発表] Environmental sex determination in the water flea (2014)
  • 著者名/発表者名: Iguchi, T.
  • 学会等名: SEB Annual Meeting
  • 発表場所: マンチェスター大学（マンチェスター、イギリス）
  • 年月日: 2014-07-01 – 2014-07-04
  • 招待講演
• [学会発表] Establishment of a short-term, in vivo screening method for detecting chemicals with juvenile hormone activity using adult Daphnia magna. (2014)
  • 著者名/発表者名: Abe, R., Watanabe, H., Iguchi, T., Tatarazako, N.
  • 学会等名: 10th International Conference on Juvenile Hormones (JHX)
  • 発表場所: 研究交流センター（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2014-06-09 – 2014-06-13
• [学会発表] Analysis of the reception and molecular signaling downstream of a crustacean juvenile hormone, methyl farnesoate, in Daphnia pulex (2014)
  • 著者名/発表者名: Miyakawa, H., Sato, M., Ogino, Y.,Miyagawa, S., Colbourne, J.K., Iguchi, T.
  • 学会等名: 10th International Conference on Juvenile Hormones (JHX)
  • 発表場所: 研究交流センター（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2014-06-09 – 2014-06-13
• [学会発表] Approach to establishing a tool for targeted gene disruption by using TALEN in the water flea Daphnia pulex (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiruta, C., Ogino,Y., Toyota, K., Iguchi, T.
  • 学会等名: 第47回環境ホルモン学会
  • 発表場所: ウインクあいち（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2014-05-27 – 2014-05-30
• [備考] Iguchi lab.
  • URL: http://www.nibb.ac.jp/bioenv1/index-j.html