鳥類の生殖腺の性決定遺伝子の同定と性分化機構の解明

禽类性腺性别决定基因的鉴定及性别分化机制的阐明

基本信息

批准号：
19040016
负责人：
吉岡秀文
金额：
$ 4.29万
依托单位：
Hyogo University of Teacher Education
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19040016/
关键词：
鳥類生殖腺性決定遺伝子 HINT-W HINT-Z FET-1 W性染色体性分化

项目摘要

鳥類と哺乳類の生殖腺で多くの共通な相同遺伝子が発現しており、形態的にもほとんど同じ発生を示すことから、両者の間には共通なメカニズムが存在すると容易に想定できる。しかしながら、性染色体の構成が哺乳類ではXX-XYであるのに対し、鳥類ではZW-ZZである。鳥類の性決定機構の解明のため、Z性染色体上のHINT-Z, W性染色体上に存在するHINT-W, FET-1性決定候補遺伝子の機能解析を行った。目的遺伝子を組み込んだ組み換え遺伝子を初期ニワトリ胚の予定生殖領域に発現させ、性分化時期の生殖腺のSox9, Aromataseの雌雄のマーカー遺伝子発現と形態変化を解析した。HINT-Zが活性部位を保持しているのに対してHINT-Wはその部位が変異しているためドミナントネガティブ型として機能することが構造上予想された。その結果、活性を示すHINT-Z/HINT-Zホモダイマーが量依存的に雄化を引き起こすのに対して、雌では、HINT-WがHINT-Zとヘテロダイマーを形成することでその活性を抑制し、雌化が引き起こされることを見出した。鳥類では雄がデフォルトで、雄化を阻害することで雌化の方向に進むこと示唆した。さらに、この性決定メカニズムの雌化の下流因子としてFET-1が機能することも明らかにした。

由于许多常见的同源基因在鸟类和哺乳动物的性腺中表达，并且它们表现出几乎相同的形态发育，因此可以很容易地假设两者之间存在共同的机制。然而，哺乳动物的性染色体结构是XX-XY，而鸟类的性染色体结构是ZW-ZZ。为了阐明鸟类的性别决定机制，我们对 Z 性染色体上的性别决定候选基因 HINT-Z、W 性染色体上的 HINT-W 和 FET-1 进行了功能分析。我们在早期鸡胚胎的预期生殖区域表达了含有目的基因的重组基因，并分析了雄性和雌性标记基因Sox9和Aromatase在性分化过程中性腺中的表达和形态变化。 HINT-Z 保留了活性位点，而 HINT-W 在该位点上有突变，因此从结构上预测它将作为显性失活类型发挥作用。结果，活性 HINT-Z/HINT-Z 同二聚体以剂量依赖性方式引起男性化，而在女性中，HINT-W 通过与 HINT-Z 形成异二聚体来抑制活性，并发现女性化被诱导。他们认为，在鸟类中，雄性是默认的，通过抑制雄性化，它们会朝着雌性化的方向发展。此外，我们还发现 FET-1 在这种性别决定机制的女性化过程中发挥着下游因素的作用。