空間情報と1細胞解析の統合による魚類生殖腺の性的可塑性を制御する分子機構の解明

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これまでの研究により、生殖腺の転換の際に速やかに未分化体細胞の分化が起こり、それに続いて起こる生殖幹細胞との相互作用によって卵形成と精子形成が切り換わると予想される。まさしく、この“切り換え(スウィッチ)”の仕組みこそが、成体生殖腺の性的可塑性の中核機構であると考えられる。そこで、本研究では新たに開発された空間的遺伝子発現解析を性転換モデルに導入し、シングルセルレベルでの各種解析と統合する。令和4年度は高深度の空間的遺伝子発現解析のために、PIC(Photo-Isolation Chemistry)法に基づく解析法を構築した。特定の領域に光照射し、局所的な遺伝子発現を解析するためのデジタルミラーデバイス（Polygon1000-G）を装着した顕微鏡システムを整備した。さらに、組織切片(凍結及びパラフィン)を作成し、幹細胞マーカー(Oct4等)の抗体染色を利用した蛍光染色法により、組織上の生殖幹細胞の局在と周囲の細胞を含めた組織形態を明らかにした。また、1細胞や小細胞集団で発現する遺伝子を解析するためのライブラリ作成にも成功しており、空間的遺伝子発現解析を進めているところである。一方、雌雄異体の海産モデル魚であるカタクチイワシについても雌雄の生殖腺におけるOct4の発現局在を解析すると共に、小型モデル魚のメダカにおいても性ステロイドホルモン受容体（アンドロゲン受容体とエストロゲン受容体）のノックアウト系統などを用いて、アンドロゲン受容体（arb）がオスにおける二次性徴の発現に、エストロゲン受容体（erb2）が生殖細胞の性差にそれぞれ関与していることを明らかにした。