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。

这项研究的目的是确定X染色体上基因表达的差异是否是由果蝇原始生殖细胞中缺乏基因剂量补偿（PGC）决定的，这是否决定了缺乏基因剂量补偿产生的X染色体表达的生殖线自主性别差异。今年，我们首先促进“研究1。男性PGC会通过在X染色体上的基因表达加倍而成为女性？”在XY型PGC中，构成负责基因剂量补偿的MSL复合物的所有因素都被迫表达组蛋白H4K16（H4K16AC），该组蛋白H4K16（H4K16AC）涉及将基因表达在X染色体上的表达增加一倍。然而，发现H4K16AC在胚胎发育中被观察到H4K16AC，并且在embryonic中期发育中未观察到H4K16AC，当PGC性别确定开始时，并且未诱导XY型PGC的女性化。他还促进了“研究2。阐明导致XY型PGC缺乏基因剂量补偿的机制。”今年，我们专注于参与RNA降解的因素，这些因素在PGC中高度表达并进行了分析。结果，揭示了PGC中纳米的敲低增加了MSL1中mRNA的表达，MSL1是MSL复合物组成因子之一。这表明Nanos的MSL1 mRNA降解是PGC中缺乏基因剂量补偿的原因之一。此外，“研究3。鉴定与原始生殖细胞女性化X染色体的基因的鉴定”。在性别确定期间，在雌性PGC中，在女性原始生殖细胞中高度表达的X染色体上的基因之一CG1677基因表明，当PGC成为雄性时观察到了表型。这是强烈表明CG1677基因参与雌性PGC的结果。