ゼブラフィッシュにおける性決定・分化の分子メカニズム

斑马鱼性别决定和分化的分子机制

基本信息

批准号：
03F03107
负责人：
長濱嘉孝
金额：
$ 0.77万
依托单位：
National Institute for Basic Biology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

ゼブラフィッシュは発生研究の生物モデルとして広く用いられているが、生殖腺の性分化メカニズムに関する研究は遺伝的性の不安定さが原因で殆ど進んでいない。本研究では、ゼブラフィッシュの性分化メカニズムを明らかにするとともに、現在動物における性分化研究でもっとも注目されているDMドメイン遺伝子の機能についても解析する。本年度は、DMRT1遺伝子に焦点を絞り、性分化時における発現、さらには標的遺伝子の探索を行った。1)性分化時におけるDMRT1遺伝子の発現:孵化後のいろいろな時期(0〜60日)における個体毎のDMRT1遺伝子の発現をRT-PCRで調べたところ、0〜5日までは全ての個体でDMRT1の発現が少量認められたが、10〜15日では約50%の個体で発現が更に上昇した。その後も同様に約50%の個体でDMRT1遺伝子の発現が高く、残りの約50%の個体での発現は低かった。また、in situ hybridizationを用いた解析からDMRT1の発現は生殖腺に限定されていることが分かった。ゼブラフィッシュではこれまで生殖腺の雌雄が形態学的に区別できるのは孵化後20日以降と考えられてきたが、本研究の結果から遺伝的にはもっと早く雌雄が決定されている可能性が強く示唆された。2)DMRT1の標的遺伝子の探索:DMRT1の標的遺伝子はまだ不明である。そこで本研究では、セルトリ細胞が発現していないゼブラフィッシュのセルトリ細胞株にDMRT1遺伝子を強制発現させることで新たに発現する遺伝子を解析した。その結果、アンドロゲン合成酵素を含む4種の遺伝子がDMRT1により特異的に発現を促進されることが分かった。これらの遺伝子はDMRT1遺伝子の下流に働く精巣分化カスケードにある遺伝子の有力候補と考えられるので現在更にゼブラフィッシュの性分化における発現パターンを解析している。

斑马鱼被广泛用作发育研究的生物学模型，但是由于遗传不稳定，关于性腺性别分化机理的研究几乎没有发展。这项研究将阐明斑马鱼中性别分化的机制，并分析DM结构域基因的功能，该基因目前在动物的性分化研究中吸引了最大的关注。今年，我们专注于DMRT1基因，并在性别分化过程中表达并搜索靶基因。 1）在性别分化过程中DMRT1基因的表达：当孵化后的不同时间检查RT-PCR的DMRT1基因表达（0-60天）时，在10-15天，所有个体的表达在所有个人中均在所有个人中观察到少量DMRT1表达。同样，约有50％的个体表达了DMRT1基因，其余约50％的个体低。此外，使用原位杂交分析表明，DMRT1表达仅限于性腺。在斑马鱼中，人们认为性腺性别之间的形态学区别可以在孵化后20天作出，但是这项研究的结果强烈表明，性别可能已经在遗传上得到了较早的确定。 2）寻找DMRT1的靶基因：DMRT1的靶基因仍然未知。因此，在这项研究中，我们通过在斑马鱼的Sertoli细胞系中强行表达DMRT1基因，分析了新表达的基因，而Sertoli细胞未表达。结果，发现包括雄激素合酶在内的四个基因由DMRT1专门促进。这些基因被认为是位于DMRT1基因下游的睾丸分化级联基因的潜在候选者，目前正在进一步分析斑马鱼中性别分化的表达模式。