Investigating the molecular mechanism and evolution of sex determination in Culex mosquitoes

研究库蚊性别决定的分子机制和进化

• 批准号: 20K06085
• 负责人: 糸川 健太郎
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: National Institute of Infectious Diseases
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 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-20K06085/
• 关键词: 蚊; 昆虫; 性決定; 次世代シーケンシング; ゲノム編集; 衛生昆虫; 遺伝学

蚊（Culicidae）はマラリアやデング熱といったヒトの重要な疾病を媒介する重要な分類群である。蚊類の性決定機構にはいずれの種でも異形Y染色体あるいは同型の第一染色体上に存在する顕性のオス性決定因子（M因子）が関わっていることが古くから知られていた。本研究ではフィラリア症やウエストナイル熱の媒介者であるイエカ（Culex）属の蚊における性を決定する遺伝子（M因子）を、次世代シーケンサーやゲノム編集法などの最新の技術を用いて特定することを目的とする。イエカ属に存在するM因子は、これまでに他の属で特定されている性決定遺伝子の相同遺伝子（オーソログ）ではなく、イエカ属独自に進化・獲得した遺伝子である可能性が高い。イエカ属のM因子特定は、重要な疾病媒介蚊の新たな防除技術へと繋がることが期待される。M因子は下流応答遺伝子としてdoublesex (dsx)と呼ばれる遺伝子の選択的なスプライシングを制御していることが分かっている。そこで、イエカ属の一種であるネッタイイエカの受精卵（産下後48時間以内）におけるdbsx 遺伝子の発現量およびスプライシングパターンを、産下後から経時的に調べた。各受精卵の性別については、前年度までに明らかにしていた遺伝子マーカをもとに判別した。この実験により、dbsx 遺伝子発現の開始時期及び雌雄特異的な選択的スプライシングが見られはじめる時間を特定した。さらに、この結果をもとに、産下24時間後の受精卵についてトランスクリプトーム解析を行った。また、これまでにアカイエカ種群（Culex pipiens complex）の性決定遺伝子が含まれる染色体領域について明らかにしているが、比較ゲノミクス解析を行うために近縁の別種の蚊について野外からサンプルを入手した。

蚊子（Culicidae）是重要的人群，它传播了重要的人类疾病，例如疟疾和登革热。早就知道，在蚊子性确定的机制中，异构染色体或同构染色体的第一个染色体上存在的明显男性性决定因素（因子M）参与了所有物种。这项研究旨在使用最新的技术（例如下一代测序和基因组编辑方法），鉴定Culex属的性别确定基因（M因子），Culex属（丝虫病和西尼罗河发烧的介体）。 doglio属中存在的M因子可能不是迄今为止其他基因中鉴定的性别决定基因的同源基因（直系同源），而是在Doglio属中进化和获得的基因。 DOGTA属中M因子的鉴定将导致重要的疾病传播蚊子的新虫害控制技术。已发现因子M可以调节称为Doublesex（DSX）作为下游反应基因的基因的替代剪接。因此，从出生开始，随着时间的流逝，检查了netata属（出生后48小时内）在受精卵中的DBSX基因的表达水平和剪接模式。每个受精卵的性别是根据前一年揭示的遗传标记确定的。该实验确定了DBSX基因表达的发作以及女性特异性替代剪接的时间开始出现。此外，根据这些结果，出生后24小时对受精卵进行了转录组分析。此外，尽管到目前为止，已经阐明了含有Culex pipiens络合物的性别确定基因的染色体区域，但获得了其他蚊子的样品，以进行比较的基因组分析。