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The emergence mechanisms of second and third sex-determining genes in the same medaka population driven by retrotransposon

逆转录转座子驱动同一青鳉种群第二、第三性别决定基因的出现机制

基本信息

批准号：
21K06278
负责人：
明正大純
金额：
$ 2.66万
依托单位：
University of Shizuoka
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06278/
关键词：
Oryzias latipes sex-determining gene LTR retrotransposon Sushi-ichi Gsdf

项目摘要

本研究では、性決定遺伝子が頻繁に交代するメダカ属において、性決定遺伝子へ進化途上の祖先遺伝子からの変化が小さい、複数の性決定遺伝子が共存する稀有なミナミメダカの長崎県野生個体群を用いた。本個体群ではミナミメダカに共通の性決定遺伝子Dmyに加えて、LTR retrotransposonの挿入によって誕生した第2の性決定遺伝子GsdfneoY、GsdfneoYを特異的に抑制する第3の性決定遺伝子の同定とその誕生の分子機構を解明する。これらによって、脊椎動物における遺伝性決定の多様化の大きな要因であると考えられる、新規性決定遺伝子を連鎖的に生み出す新たな分子機構を明らかにすることを主目的とした。2022年度は、（1）第2の性決定遺伝子であるGsdfneoYの機能獲得実験と（2）第3の性決定遺伝子の遺伝子座を推定した。（1）GsdfneoY mRNAを1細胞期の受精卵にmicroinjectionを行ったところ、孵化日のXX仔魚においてGsdfneoY mRNA が検出できないにもかかわらず、XYと同様に常染色体のGsdfの高発現が誘導されていた。そして、孵化後10日においても多くの個体がXYと同様の性分化関連遺伝子の発現様式を示し、成魚においてXX雄個体を得ることができた。つまり、孵化までのGsdfneoY発現が第２の性決定遺伝子として十分な能力を持つことが示唆された。（2）第3の性決定遺伝子を持つGsdfneoY(+)雌とHd-rR雄を交配したG1からGsdfneoY(+)雌が出現し、G1からGsdfneoY(+)雌とHd-rR雄を交配したG2からGsdfneoY(+)雌が得られている。その雌を用いて性連鎖解析によって第3の性決定遺伝子の遺伝子座を探索したところ、LG8、17、22、24が有力候補となった。

In this study, the genetic diversity of sex-determining genes was frequently explained, and the genetic diversity of sex-determining genes was changed. The genetic diversity of sex-determining genes was changed, and the genetic diversity of sex-determining genes was changed. The genetic diversity of sex-determining genes was changed. In this population, the molecular mechanism for the generation of the second sex-determining gene GsdfneoY and GsdfneoY is explained. The main reason for the diversity of vertebrate genetic determination is that In 2022,(1) the function of the second sex determining gene was obtained, and (2) the genetic position of the third sex determining gene was estimated. (1) GsdfneoY mRNA was detected in microinjection in fertilized eggs at 1 cell stage and in XX larvae at hatching day, and high expression of Gsdf in XY and homozygous autosomes was induced. 10 days after hatching, many individuals are divided into XY and XX male individuals. GsdfneoY is the second sex determinant. (2) The third sex-determining gene is GsdfneoY(+) female and Hd-rR male. G1 GsdfneoY (+) female appears. G1 GsdfneoY (+) female and Hd-rR male mates with G2 GsdfneoY(+) female. The genetic linkage between female and male genes was explored in the third sex-determining gene locus, LG8, LG17, LG22 and LG24.