共生細菌と宿主のせめぎ合いが生み出す性決定カスケードの多様化

令和4年度はマイマイガの性決定遺伝子を同定することに専念した。本申請課題が始動した時点で、我々はいくつかの鱗翅目昆虫において雄化に関わることが知られる遺伝子MasculinizerのマイマイガオルソログLdMascを同定し、この遺伝子が性決定時期において雄で高発現することを既に明らかにしていた。そこで令和4年度はLdMascがマイマイガの雄化遺伝子として機能しうるか機能解析を行うことから始めた。マイマイガ産下卵を対象とした顕微注射法を確立し、dsRNAを卵に注入することによりembryonic RNAiを可能にした。この手法を用いて性決定時期（産下後3日目の卵）におけるLdMascの発現を抑制したところ、雄において性分化制御遺伝子dsxの発現が雌型にシフトすることが判明した。LdMascをカイコの卵巣由来培養細胞で過剰発現させたところ、雄型dsxの発現が誘導された。以上の結果から、LdMascはマイマイガの雄化遺伝子であると結論した。次に雌化遺伝子を同定するため、複数の組織において雌でのみ発現し、雌ゲノムにしか存在しない遺伝子をスクリーニングした結果、4つのunigeneを得ることができた。これらは互いによくにた塩基配列をコードしており、雌ゲノムの特定の領域において推定で107コピーから成るタンデムリピートを形成していた。そこでこれらのunigeneをFet-W名付け、その発現を解析したところ、性決定時期において雌特異的な発現を示すことがわかった。embryonic RNAiによりFet-Wの発現を抑制すると、雌におけるLdMascの発現量が増加し、dsxの発現が雄型にシフトすることが判明した。Fet-WはLdMascに相補的な21 ntの配列をコードしていたことから、カイコのFem同様piRNAを介してLdMasc mRNAを分解することで雌化を誘導すると予想された。

令和4年度はマイマイガの性決定遺伝子を同定することに専念した。本申請課題が始動した時点で、我々はいくつかの鱗翅目昆虫において雄化に関わることが知られる遺伝子MasculinizerのマイマイガオルソログLdMascを同定し、この遺伝子が性決定時期において雄で高発現することを既に明らかにしていた。そこで令和4年度はLdMascがマイマイガの雄化遺伝子として機能しうるか機能解析を行うことから始めた。マイマイガ産下卵を対象とした顕微注射法を確立し、dsRNAを卵に注入することによりembryonic RNAiを可能にした。この手法を用いて性決定時期（産下後3日目の卵）におけるLdMascの発現を抑制したところ、雄において性分化制御遺伝子dsxの発現が雌型にシフトすることが判明した。LdMascをカイコの卵巣由来培養細胞で過剰発現させたところ、雄型dsxの発現が誘導された。以上の結果から、LdMascはマイマイガの雄化遺伝子であると結論した。次に雌化遺伝子を同定するため、複数の組織において雌でのみ発現し、雌ゲノムにしか存在しない遺伝子をスクリーニングした結果、4つのunigeneを得ることができた。これらは互いによくにた塩基配列をコードしており、雌ゲノムの特定の領域において推定で107コピーから成るタンデムリピートを形成していた。そこでこれらのunigeneをFet-W名付け、その発現を解析したところ、性決定時期において雌特異的な発現を示すことがわかった。embryonic RNAiによりFet-Wの発現を抑制すると、雌におけるLdMascの発現量が増加し、dsxの発現が雄型にシフトすることが判明した。Fet-WはLdMascに相補的な21 ntの配列をコードしていたことから、カイコのFem同様piRNAを介してLdMasc mRNAを分解することで雌化を誘導すると予想された。