動物の性決定システムにおける性決定関連DMドメイン遺伝子の分子進化

动物性别决定系统中性别决定相关DM结构域基因的分子进化

• 批准号: 10J06178
• 负责人: 回渕 修治
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Kitasato University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J06178/
• 关键词: 性決定; 性決定遺伝子; 脊椎動物; 塩基置換率; DMRT1; DMY; DM-W; SRY; プロモーター; 両生類; 生殖巣; 性分化; アフリカツメガエル

性決定システムにおいて、DMドメイン遺伝子は無脊椎動物から脊椎動物まで広く保存されている。現在までに脊椎動物の性決定遺伝子は3つ同定されており、そのうち2つはDMドメイン遺伝子の魚類メダカDMY、両生類アフリカツメガエルDM-Wであり、精巣形成に関与するDMRT1のパラログである。また、鳥類ニワトリではDMRT1が性決定遺伝子候補である。しかし、哺乳類進化過程で、性決定システムは再編成され、新たにDMドメイン遺伝子でないSRYが性決定遺伝子となった。研究代表者らは、脊椎動物の性決定システム進化を考察するうえで、性決定関連DMドメイン遺伝子の進化を解明することが重要であると考え、本年度は、以下の解析を行った。1、性決定関連DMドメイン遺伝子のプロモーター進化 : 魚類メダカ、両生類アフリカツメガルおよび熱帯ツメガエル、鳥類ニワトリ、哺乳類マウスのDMRT1、メダカDMY、およびアフリカツメガエルDM-Wの転写開始点およびエクソン-イントロン構造を決定した。その結果、魚類・両生類のDMRT1、DMY、DM-Wにおいて非コードなエクソン1が存在するが、鳥類・哺乳類DMRT1では消失していた。推測プロモーター領域の相同性やモチーフの比較解析を含め、脊椎動物進化過程において性決定関連DMドメイン遺伝子のプロモーター領域は大きく転換していると推測された。2、脊椎動物の性決定遺伝子の分子進化 : メダカDMY、アフリカツメガエルDM-W、および哺乳類SRYと、それらの祖先遺伝子DMRT1およびSox3の塩基置換率を比較するといずれも性決定遺伝子で高かった。また、SRYでは、DNA結合領域が保存されているが、DMYおよびDM-Wでは塩基置換率が高い傾向があった。これらの結果から、脊椎動物の性決定システムにおいて、性決定関連DMドメイン遺伝子の発現制御機構や塩基配列は大きく変異してきたと推測された。

在性别确定系统中，DM结构域基因从无脊椎动物到脊椎动物广泛保守。迄今为止，在脊椎动物中已经鉴定出三个性别确定的基因，其中两种是DM域基因，Fish Medaka dmy和两栖动物DM-W，这是参与睾丸形成的DMRT1的旁程。此外，DMRT1是鸟类鸡的性别确定基因候选者。但是，在哺乳动物进化期间，性别确定系统被重新排列，而不是DM域基因的新SRYS成为性别确定基因。研究人员认为，在考虑脊椎动物中性别确定系统的演变并在今年进行以下分析时，阐明与性别确定相关的DM域基因的演变非常重要。 1，性别确定相关的DM结构域基因的启动子进化：我们确定了DMRT1，Medaka DMY和Xenopus dm-W的转录起源和外显子内结构在Fish，两栖动脉武士和热带Xenopus，Avian Xenopus，Avian Chickens，Avian Chickens和Mamamamalian小鼠中。结果，非编码外显子1存在于鱼类和两栖动物，DMRT1，DMY和DM-W中，但在鸟类和哺乳动物中消失了。据推测，与性别确定相关的DM结构域基因的启动子区域在脊椎动物演化过程中发生了重大变化，包括对猜测启动子区域的同源性和基序的比较分析。 2。脊椎动物性别确定基因的分子进化：比较Medaka dmy，Xenopus dm-W和哺乳动物Sry的基本取代率与其祖先基因DMRT1和SOX3的基因，都在性别决策基因中都更高。此外，尽管DNA结合区域在SRY中是保守的，但DMY和DM-W倾向于具有很高的基础替代速率。这些结果表明，与性别确定相关的DM结构域基因的表达控制机制和核苷酸序列在脊椎动物的性别确定系统中已显着突变。

项目成果

Isolation and characterization of sexually dimorphic genes during early gonadogenesis in Xenopus laevis

非洲爪蟾早期性腺发生过程中性二态性基因的分离和表征

• 发表时间: 2011
• 作者: Shuji Mawaribuchi;Nozomi Ikeda;Kazuko Fujitani;Asako Otomo;Kei Tamura;Mikako Wada;Yosuke Kamata;Yuzuru Ito;Yasuko Onuma;Mihcihiko Ito;Nobuhiko Takamatsu
• 通讯作者: Nobuhiko Takamatsu

アフリカツメガエル生殖巣形成過程におけるDMRT1遺伝子の発現解析

非洲爪蟾性腺形成过程中DMRT1基因的表达分析

• 发表时间: 2010
• 作者: Ito K;Kidokoro K;Shimura S;Katsuma S;Kadono-Okuda K;回渕修治
• 通讯作者: 回渕修治