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哺乳類の性は性染色体による遺伝的性により決定される。Y染色体にコードされるSRYの持つ精巣分化を誘導する機能により、性が決定されるが、これまでに複数の種、複数の性決定様式においてH3K27メチル化制御が性決定に関与することが知られている。性染色体上にはH3K27脱メチル化酵素UTX・UTYがコードされており、UTYは脱メチル化活性が著しく弱いため、UTX／UTYの脱メチル化活性強度の差が性差構築に関わるという仮説を立てた。本研究ではUTX ／UTYの活性強度の差が生殖腺の性分化に関わるかどうか明らかにすることを目的とした。
まず、UTX／UTYのH3K27脱メチル化活性をそれぞれUTY型／UTX型に変換させるアミノ酸変異を同定した。マウスおよびヒトUTX／UTYのアミノ酸配列の比較とヒトUTXの結晶構造解析の結果を参考にUTX→UTYで1箇所、UTY→UTXで3箇所の候補アミノ酸部位について変異を導入、培養細胞にて活性を検討し、UTX→UTYおよびUTY→UTXのアミノ酸変異を同定した。CRISPR/Cas9により同定したアミノ酸変異を持つ個体を作製し多ところ、X(UTX↓)X、XY(UTY↑)ともに性の転換は見られなかった。興味深いことにX(UTX↓)X(UTX↓)のホモ変異♀では個体の矮小化、短命化が見られた。UTX欠損♀が胎生致死であることから、UTX↓の弱い脱メチル化活性、あるいはUTXの持つ脱メチル化活性非依存的な機能が発生に重要であることが示唆された。一方で、X(UTX↓)X、X(UTX↓)X(UTX↓)、X(UTX↓)Yの胎齢13.5日生殖腺における性分化関連遺伝子の発現を調べたところ、卵巣分化関連遺伝子の発現が変化しており、少なくともUTXが生殖腺の成分化に関与することが示唆された。
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