性転換する魚類における両性生殖腺形成機構の解明

阐明变性鱼类双性性腺形成的机制

• 批准号: 22KJ1035
• 负责人: 八尾 晃史
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1035/
• 关键词: 性分化; 性スペクトラム; 真骨魚類; トラギス; 生殖腺; シングルセル解析

近年，生物の性をオスとメスの二項対立的かつ生涯不変な現象ではなく，中間型も出現しうる雌雄で連続的かつ一生の間で変化しうるスペクトラム（性スペクトラム）として捉える動きが高まっている．しかしながら，どのようにして雌雄の中間型が出現するのか，またどのようにして性が変化するのかについては明らかでない．本研究では，性転換する魚類で見られる卵巣組織と精巣組織が同居した「両性生殖腺」という現象を雌雄の中間型のモデルケースとして捉え，メスが両性生殖腺を持つトラギスを材料として，両性生殖腺形成機構，すなわちメスの体内でオスの細胞が分化・維持されるメカニズムの解明を目指している．まずトラギス生殖腺の組織形態を明らかにするために，組織切片を作成して，メス両性生殖腺の構造，および両性生殖腺が性転換に伴い精巣に分化する過程を観察した．加えて，性転換に伴う生殖腺における細胞増殖・細胞死をマーカー遺伝子の免疫染色で検出した．その結果，メスの両性生殖腺には多数の卵母細胞に加えて少数の精原細胞，精母細胞が点在していた．性転換が開始されると，まず卵母細胞（卵巣組織）は維持されたまま，オスの生殖細胞が増加するとともに精子形成が進行し，その後に卵母細胞が消失して精巣への分化が完了した．この時，メスの生殖細胞である卵母細胞はアポトーシスにより消失するのに対し，卵母細胞の周囲に存在する体細胞（Vasa negative）の一部は性転換中に細胞増殖することが明らかになった．これらの増殖細胞は性転換後の精巣で再利用されていると考えられる．メスの体内でオスの細胞が分化するメカニズムを解明するには，両性生殖腺を構成する細胞ひとつひとつの発現プロファイルを得ることが有効と考えられる．そこで，先進ゲノム支援の支援を受けてメス両性生殖腺とオス精巣のシングルセルRNA-seq解析を実施した．現在，結果の解析を実施中である．

In recent years, the phenomenon that the life cycle of the two opposite terms of biological sex does not change, the intermediate type appears, the male and female are connected, the life cycle changes, and the sex is selected. The middle type of male and female appears, and the middle type of female appears. In this study, the phenomenon of "gonads" in sexually switched fish, where egg tissue and sperm tissue cohabit, is understood to be an intermediate type of male and female gonads. The gonads can be used as materials to form structures that allow the gonads to differentiate and maintain cells in the body. Histomorphology of gonads was studied. Histological sections were prepared to examine the structure of gonads and the differentiation of gonads. Add to this, sex change is accompanied by gonad cell proliferation, cell death, and immunostaining. As a result, most of the gonads are oocytes, and a few spermatogonia are spermatogonia. During the beginning of sexual alternation, the oocyte (egg tissue) is maintained, the germ cells are increased, sperm formation proceeds, and the oocyte disappears, sperm differentiation is complete. In this case, the germ cells of the oocyte are lost, and the oocyte cycle exists in the somatic cells (Vasa negative). The reproductive cells are re-used after sex change. In vivo, the cells of the sex glands are differentiated and the gonads are formed. Therefore, with the support of advanced virtual machine support, integrated cellular RNA-seq analysis of gonads and sperm is implemented. Now, the analysis of the results is carried out.

项目成果

公開データを用いた種間比較オミクス解析によるクマノミ亜科魚類における両性生殖腺形成の遺伝基盤

利用公共数据进行种间比较组学分析，了解小丑鱼亚科鱼类雌雄同体性腺形成的遗传基础

• 发表时间: 2022
• 作者: 八尾晃史・三浦徹;八尾晃史・三浦徹
• 通讯作者: 八尾晃史・三浦徹

シングルセル解析を用いた性転換する魚類トラギスにおける両性生殖腺形成機構の解明

利用单细胞分析阐明变性鱼 Tragis 中双性性腺形成的机制

• 发表时间: 2023
• 作者: 八尾晃史・三浦徹