トゲネズミ三種の比較解析によるY染色体消失過程の推定

通过对三种多刺大鼠的比较分析估计Y染色体丢失过程

• 批准号: 09J01887
• 负责人: 村田 知慧
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J01887/
• 关键词: Tokudaia; 性染色体; SRY; 進化; FISH; CGH; 分子系統解析; Zoo-FISH解析

トゲネズミ属3種のうち、アマミトゲネズミとトクノシマトゲネズミは、XO/XO型の性染色体構成をもち、Y染色体だけでなく性決定遺伝子SRYを消失した極めてめずらしい哺乳類である。一方、オキナワトゲネズミ(以下オキナワ)は、一般的なXX/XY型の性染色体をもつが、その性染色体は一対の常染色体の転座により大型化し、SRYは特異的なアミノ酸置換と重複により独自の進化を遂げている。トゲネズミ属のY染色体の進化過程を明らかにすることを目的とし、平成22年度はオキナワにおいて、性染色体のさらなる構造変化の有無の検出、祖先Y染色体領域の同定、SRYの機能性予測をおこなった。29のマウスのcDNAクローンを用いたFISH解析の結果、オキナワの祖先X染色体領域(Xq)および性染色体に転座した常染色体領域(Xp、Yp)は他のネズミ類の遺伝子オーダーと一致し、構造変化はみられなかった。ただし、アマミトゲネズミの性決定候補遺伝子であるCBX2が、オキナワにおいて常染色体の転座に伴い、性染色体に連鎖し、さらに他の染色体に重複していた。また、CGH解析の結果、オキナワのY染色体に性特異的な領域は検出されなかったが、単一のY連鎖遺伝子と同定されたDDX3YとUTYのcDNAクローンを用いたFISHの結果、両遺伝子はYpの動原体付近に存在し、祖先Y染色体領域がYp動原体付近に保持されていることをつきとめた。さらに、SOX9の精巣特異的エンハンサー領域にあるSRY結合配列の保存性を、マウス、ラット、ヒト、オキナワにおいて比較した結果、結合サイトの一つにオキナワ特異的な置換がみられ、保存性が失われていた。今回の結果から、トゲネズミ共通祖先はY染色体にいくつかのY連鎖遺伝子を保持していたことが明らかとなったが、SRYの機能はトゲネズミ共通祖先において、すでに低下もしくは消失していた可能性が考えられた。トゲネズミ属のY染色体進化を解明するために、オキナワは鍵となる重要な種であることが本研究によって強く示された。

三种刺鼠中，奄美刺鼠和德之岛刺鼠是极其罕见的哺乳动物，它们具有XO/XO性染色体结构，不仅失去了Y染色体，还失去了性别决定基因SRY。另一方面，冲绳刺鼠（以下简称冲绳）具有一般XX/XY型的性染色体，但由于一对常染色体的易位，性染色体变得更大，而SRY由于特定的氨基而具有独特性。酸取代和重复已经进化。为了阐明多刺小鼠 Y 染色体的进化过程，2010 年，我们在冲绳检测了性染色体是否存在进一步的结构变化，确定了祖先 Y 染色体区域，并预测了 SRY 的功能。使用29个小鼠cDNA克隆进行FISH分析，冲绳祖先X染色体区域（Xq）和易位至性染色体的常染色体区域（Xp、Yp）与其他啮齿类动物的基因顺序相匹配；未观察到结构变化。然而，奄美刺鼠的性别决定候选基因CBX2在冲绳由于常染色体易位而与性染色体连锁并在其他染色体上复制。另外，CGH分析的结果是，在冲绳的Y染色体上没有检测到性别特异性区域，但是使用DDX3Y和UTY的cDNA克隆进行FISH的结果被鉴定为单个Y连锁基因，这两个基因我们发现它存在于Yp着丝粒附近，并且Yp着丝粒附近保留了祖先Y染色体区域。此外，通过比较小鼠、大鼠、人类和冲绳岛 SOX9 睾丸特异性增强子区域中 SRY 结合序列的保守性，我们发现其中一个结合位点具有冲绳岛特异性取代，从而导致我很担心失去保护。目前的结果表明，多刺小鼠的共同祖先在Y染色体上携带多个Y连锁基因，但人们认为，多刺小鼠的共同祖先中SRY的功能可能已经减弱或消失。这项研究有力地表明，冲绳是阐明多刺小鼠 Y 染色体进化的关键物种。

项目成果

Multiple copies of SRY genes on the large Y chromosome of the Okinawa spiny rat, Tokudaia muenninki.

冲绳刺鼠 Tokudaia muenninki 的大 Y 染色体上存在多个 SRY 基因拷贝。

• 发表时间: 2010
• 期刊: Chromosome Research
• 影响因子: 2.6
• 作者: Chie Murata;Fumio Yamada;Norihiro Kawauchi;Yoichi Matsuda;Asato Kuroiwa
• 通讯作者: Asato Kuroiwa

オキナワトゲネズミTokudaia muenninkiの性染色体とSRY遺伝子の進化

冲绳刺鼠Tokudaia muenninki性染色体和SRY基因的进化

• 发表时间: 2009
• 作者: 村田知慧;山田文雄;河内紀浩;松田洋一;黒岩麻里;村田知慧;村田知慧;村田知慧;村田知慧
• 通讯作者: 村田知慧

オキナワトゲネズミのXおよびY染色体が大型したメカニズムの解明

阐明冲绳刺鼠X和Y染色体变大的机制

• 发表时间: 2009
• 作者: 村田知慧;山田文雄;河内紀浩;松田洋一;黒岩麻里;村田知慧;村田知慧;村田知慧;村田知慧;村田知慧
• 通讯作者: 村田知慧

Rediscovery after thirty years since the last capture of the critically endangered Okinawa spiny rat Tokudaia muenninki in the northern part of Okinawa Island.

距离上次在冲绳岛北部捕获极度濒危的冲绳刺鼠 Tokudaia muenninki 三十年后再次发现。

• 发表时间: 2010
• 期刊: Mammal Study
• 影响因子: 1
• 作者: Fumio Yamada;Norihiro Kawauchi;Katsushi Nakata;Shintaro Abe;Nobuhiko Kotaka;Atsushi Takashima;Chie Murata;Asato Kuroiwa
• 通讯作者: Asato Kuroiwa

オキナワトゲネズミTokudaia muenninkiの性染色体進化

冲绳刺鼠 Tokudaia muenninki 的性染色体进化

• 发表时间: 2009
• 作者: 村田知慧;山田文雄;河内紀浩;松田洋一;黒岩麻里;村田知慧;村田知慧;村田知慧
• 通讯作者: 村田知慧