Understanding molecular mechanisms that determine long-day and short-day breeders

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CHEN博士はタイセイヨウニシンをモデルとして、春に産卵する長日繁殖の集団と、秋に産卵する短日繁殖の集団を用いて、集団遺伝学的解析を行うとともに、全ゲノム配列を比較したところ、繁殖の季節性を制御する候補遺伝子として、甲状腺刺激ホルモン受容体(TSHR)遺伝子を検出した。さらに詳細に検討したところ、TSHR遺伝子の上流領域の配列の違いが繁殖時期の短日性、長日性を制御していることが考えられた。受入れ研究者は従来の研究で鳥類、哺乳類、魚類の季節繁殖にTSHが重要な役割を果たしていることを明らかにしており、TSHRノックアウトメダカを作出した。タイセイヨウニシンの性成熟には何年もかかり、個体レベルでの機能解析が現実的ではないため、TSHRノックアウトメダカに、春と秋にそれぞれ産卵するタイセイヨウニシン集団由来のTSHRを導入した際に、繁殖時期に及ぼす影響を検討することとした。CHEN博士は最近メダカのゲノムにもう一つTSHRが存在することを見出したため、それら二つのTSHRの発現部位と発現量を明らかにするとともに、もう一つのTSHRについてもCRISPR-Cas9でノックアウトメダカを作出している。次に、TSHRノックアウトメダカにニシンTSHRを導入するために、Counter-Selection BAC modification kitを使って、ニシンのTSHRのBACクローンを作成した。TSHRノックアウトホモ型個体は不妊となることが考えられたため、ヘテロ型個体にニシンBACクローンをマイクロインジェクションして、現在表現型を検討している。