A novel sex-determining mechanism in the mammalian species lacking SRY

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03267
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 45010:Genetics-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Kuroiwa Asato 北海道大学, 理学研究院, 教授 (20372261)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高田 修治 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, システム発生・再生医学研究部, 部長 (20382856) ; 伊藤 武彦 東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (90501106)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: トゲネズミ / XO / ゲノム編集 / SOX9

Outline of Final Research Achievements

To reveal a new sex-determining mechanism of SRY gene-independent, we analyzed the sex-determining mechanism in an unique mammalian species, Amami spiny rat (Tokudaia osimensis), which has no Y chromosome and SRY gene. As a result of genome analysis in this species, a male-specific duplication was identified upstream of the SOX9 gene. An enhancer candidate sequence capable of functioning as a testis-specific enhancer of SOX9 was identified in the duplication unit. Genome-editing mice with duplicated enhancer sequences of T. osimensis were produced, and the expression of sex differentiation-related genes in the fetal gonads and the anatomical analysis of adult ovaries and testes were performed.

Free Research Field

生殖発生遺伝学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

SRYに依存しない性決定を行う有胎盤哺乳類は、トゲネズミを含め数種が知られているが、具体的な分子メカニズムが明らかにされた例は未だない。本研究は、SRY遺伝子に依存しない性決定メカニズムを世界で初めて明らかにしたものであり、さらにそれは遺伝子ではなくシス因子によるものであるという画期的な発見を成し遂げた。SOX9上流の変異はヒトの性分化疾患の原因となることが知られており、本研究で明らかになった重複領域やエンハンサー配列の情報は、医学分野においても有用な情報として提供できるものである。