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ショウジョウバエ生殖細胞系列におけるX染色体数に依存した自律的な性決定機構

自主性别决定机制取决于果蝇种系中 X 染色体的数量

基本信息

批准号：
20H03287
负责人：
太田龍馬
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Teikyo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H03287/
关键词：
生殖細胞系列性決定遺伝子量補償ショウジョウバエ

项目摘要

本研究の目的は、ショウジョウバエ始原生殖細胞(PGC)において、X染色体上の遺伝子の発現をオス(XY)とメス(XX)で等しくする遺伝子量補償が欠如しているという成果を基に、遺伝子量補償の欠如により生み出されるX染色体上の遺伝子の発現性差によって、生殖細胞系列自律的な性が決まるのかを明らかにすることである。本年度は、まず「研究1. X染色体上の遺伝子の発現を倍加することでオスPGCがメス化するのか」を推進した。XY型PGCおいて、遺伝子量補償を担うMSL複合体を構成するすべての因子を強制発現させた結果、X染色体上の遺伝子の発現の倍加に関わるヒストンH4K16のアセチル化(H4K16ac)が誘導された。しかし、H4K16acが観察されるのは胚発生後期であり、PGCの性決定が開始する胚発生中期にはH4K16acが観察されず、XY型PGCのメス化も誘導されないことがわかった。また、「研究2. XY型PGCにおいて遺伝子量補償の欠如を導くメカニズムの解明」も推進した。本年度は、PGCで発現の高いRNA分解に関わる因子に着目し解析を行った。その結果、nanosをPGCにおいてノックダウンすると、MSL複合体構成因子の一つであるMsl1のmRNAの発現が上昇することが明らかとなった。このことから、nanosがMsl1 mRNAを分解することが、PGCにおいて遺伝子量補償が欠如している原因の一つであることが示唆された。さらに、「研究3. 始原生殖細胞のメス化に関与するX染色体上の遺伝子の同定」についても大きな進展があった。メス始原生殖細胞で高発現するX染色体上の遺伝子の一つであるCG1677遺伝子を性決定時期のメスPGCにおいてノックダウンすると、PGCがオス化した時に観察される表現型を示すことがわかった。これは、CG1677遺伝子がPGCのメス化に関与することを強く示唆する結果である。

The purpose of this study is to investigate the genetic compensation of genetic variation in primordial germ cells (PGC), gene expression on X chromosome (XY) and gene expression on X chromosome (XX), etc. This year's "Research 1. The gene expression on the X chromosome was increased. XY type PGC gene expression and gene quantity compensation are important factors for MSL complex formation, stress development, and gene expression on X chromosome are important factors for induction of H4K16 gene expression (H4K16ac). H4K16ac was detected in the late embryonic stage, PGC was determined in the middle embryonic stage, H4K16ac was detected in the XY type PGC was determined in the middle embryonic stage.また、“研究2. XY type PGC has a large number of compensation problems. This year, PGC has discovered a high level of RNA decomposition related factor analysis. As a result, the expression of Msl1 mRNA in PGC and MSL complex components increased. The reason for this is that nanos and Msl1 mRNA are decomposed and PGC is not compensated. Today,"Study 3. The genetic evolution of the primordial germ cell is related to the genetic identity of the X chromosome. A gene on the X chromosome is detected at the beginning of germ cell development, and the phenotype is detected at the time of PGC transformation. CG1677 is the result of PGC transformation.