フグ類をモデルとした性決定遺伝子の進化に関する研究

以河豚为模型的性别决定基因进化研究

• 批准号: 17J03892
• 负责人: 家田 梨櫻
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J03892/
• 关键词: 性決定遺伝子; フグ; 魚類

本研究では、トラフグ属の中で新規性決定遺伝子を獲得したと考えられるショウサイフグについて、遺伝学およびゲノム科学的手法を駆使してその性決定遺伝子の有力な候補を同定することに成功した。連鎖解析の結果、ショウサイフグの性決定遺伝子座は18番染色体上にあることが判明したが、長腕末端に位置したため、性決定領域の長さを推定することはできなかった。そこで、全ゲノムを対象とした集団ゲノミクス解析をおこなった。まず、雌雄それぞれ34および35尾からなる野生個体集団を全ゲノムリシーケンスに供し、これをトラフグのゲノム配列に対してマッピングして性特異的SNPのクラスターが認められた。その結果、18番染色体ではなく、6および14番染色体上に顕著な性特異的SNPのクラスターが認められた。この周辺の性特異的な領域について、解析個体数を雌雄それぞれ50尾まで増やした関連解析をおこなったところ、2つの遺伝子座と性との間で高い関連を示した。この結果は一見連鎖解析の結果と矛盾することから、双方の遺伝子座の連鎖解析をおこなった。その結果、2つの性特異的配列座は18番染色体の性決定領域と完全に連鎖していた。別途、利シーケンシングデータの被覆深度を解析したところ、当該領域に押す特異的な深度増大が認められ、両遺伝子の重複が示唆された。したがって、両遺伝子は重複した後、18番染色体の性決定領域に転座したと考えられた。他の生物で報告された両遺伝子の機能を考慮すると、これらは性決定遺伝子の候補であると考えられる。水産魚の多くは近縁種群から構成されるが、本研究で明らかとなった近縁種内における性決定遺伝子の置換パターンは、それら有用魚間の性決定遺伝子の保存度を推定する際に有用な指標となると予想される。本研究で成功した性決定同定ストラテジーを他の魚類に適用することで、従来よりも迅速に性決定遺伝子を決定することが可能となる。

在这项研究中，我们成功地使用了遗传学和基因组科学方法来确定巫师pufferfish的性别确定基因的可能候选者。链接分析表明，糖浆puffer鱼的性别确定的基因座是在18号染色体上，但是由于它位于长臂的末端，因此无法估计性别决定性区域的长度。因此，我们对整个基因组进行了种群基因组分析。首先，分别由34个尾巴和35个尾巴组成的野生群体受到整个基因组的重新陈述，并将其映射到pufferfish的基因组序列，并观察到性别特异性SNP的簇。结果，不是染色体18，而不是染色体6和14，不是一个突出的性别特异性SNP。在这个周围的性别特异性区域中，我们进行了关联分析，其中分析数量增加到50名男性和女性，并发现两个基因座和性别之间存在很高的关联。由于该结果似乎与链接分析的结果不一致，因此对两个基因座进行了连锁分析。结果，两个性别特异性的序列基因座与染色体第18染色体的性别确定区域完全相关。分别分析了有益测序数据的覆盖深度，并观察到该区域的深度有特定的深度，这表明这两个基因之间的重叠被观察到了。因此，人们认为这两个基因重叠后都易位到第18染色体的性别确定区域。鉴于两个在其他生物体中报道的基因的功能，这些基因被认为是性别确定基因的候选者。尽管大多数鱼类都是由亲密的相对组组成的，但本研究中揭示的相关物种中性别确定基因的替代模式预计将是估计这些有用鱼之间性别确定基因的保存程度的有用指标。通过将成功的性别确定识别策略应用于其他鱼类，可以比以前更快地确定性别确定基因。