Sex-determination mechanisms that promote invasion success and establishment of new habitats in hymenoptera

促进膜翅目入侵成功和新栖息地建立的性别决定机制

• 批准号: 22KJ0441
• 负责人: 宮川 美里
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Utsunomiya University
• 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 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0441/
• 关键词: 性決定遺伝子; transformer; ゲノム編集; 膜翅目昆虫; アリ; 機能解析; 性決定分子機構; 性決定機構; doublesex

本研究は、近親交配の抑制効果が期待できる性決定遺伝子座の複数化が進化したウメマツアリVollenhovia emeryiにおいて性決定分子シグナルカスケードの全貌を解明することで、「性決定初期遺伝子の複数化による近親交配のコストの抑制」というダイナミックな戦略がどのようにして進化したのかを理解することを目的としている。本種は二つの性決定遺伝子座CSDが独立な染色体上に存在し、少なくとも一方がヘテロ型であれば雌に、両方がホモ型の場合のみ雄になる。興味深いことに、本来であれば雌への分化をもたらすヘテロ型性決定遺伝子座と、雄への分化をもたらすのホモ型性決定遺伝子座が混在した個体でも、その表現型は雌雄の中間型ではなく正常な雌になる。二つの独立な性決定初期シグナルの制御下で正常な性分化が保証される分子機構を解明するため、2022年度は性決定関連遺伝子transformer（tra）の過剰発現（初期胚へのmRNA導入）や、traの機能阻害による性転換の確認を行った。二つの性決定遺伝子座で性が制御される場合、少なくとも一方の遺伝子座がヘテロ型であれば雌になるが、これはヘテロ型遺伝子座由来の雌化シグナルがtraの正のフィードバック制御によって増幅されるためであることを示した。さらに、traの機能阻害による下流の性分化遺伝子dsxの発現が雌型から雄型にシフトしたことから、tra-dsxのカスケードが保存されていることをアリ類で初めて証明した。これらの研究結果は、第９３回日本動物学会早稲田大会、第６７回日本応用動物昆虫学会、今年１月に開催された応用動物昆虫学会北海道支部会と、米国で開催された国際社会性昆虫学会で発表された。さらに上記の内容をまとめた論文は2023年３月に英科学雑誌Insect Biochemistry and Molecular Biologyにて採用された。

This study on the inhibitory effects of <s:1> and inbreeding <s:1>, が expectation で る る る, sexual determination 伝 offspring <s:1> pluralization が, evolution <s:1> たウメ and アリVollenhovia Emeryi に お い て sex decided to molecular シ グ ナ ル カ ス ケ ー ド の whole を interpret す る こ と で, "sexual early decision but 伝 son の plural に よ る inbreeding の コ ス ト の suppression" と い う ダ イ ナ ミ ッ ク な 戦 slightly が ど の よ う に し て evolution し た の か を understand す る こ と を purpose と し て い る. Traces of this kind of は two つ の sex determination 伝 stroma CSD が independent な chromosome に し, less な く と も side が ヘ テ ロ type で あ れ ば female に, struck が ホ モ type の occasions の み male に な る. Fun deep い こ と に, originally で あ れ ば female へ の differentiation を も た ら す ヘ テ ロ type sex determination heritage 伝 stroma と, male へ の differentiation を も た ら す の ホ モ type sex determination heritage 伝 stroma が mixed in し た individual で も, そ の phenotype は type among male and female の で は な く normal female な に な る. Two つ の independent な sex decided early シ グ ナ ル の suppression で under normal な sexual differentiation が guarantee さ れ る molecular institutions を interpret す る た め, 2022 annual は sex determination masato even heritage 伝 son transformer (tra) の turning 発 now (in the early embryo へ の mRNA import) や, tra の function resistance against に よ る sex line planning in の confirm を っ た. Two つ の traces of sex determination 伝 stroma が で sex suppression さ れ る occasions, less な く と も side の heritage 伝 stroma が ヘ テ ロ type で あ れ ば female に な る が, こ れ は ヘ テ ロ type heritage 伝 stroma origin の feminisation シ グ ナ ル が tra の is の フ ィ ー ド バ ッ ク suppression に よ っ て rights of さ れ る た め で あ る こ と を shown し た. さ ら に, tra の function resistance against に よ る obscene の sexual differentiation but 伝 DSX の 発 now が type female か ら male type に シ フ ト し た こ と か ら, tra - DSX の カ ス ケ ー ド が save さ れ て い る こ と を ア リ class early で め て prove し た. こ れ ら の results は institute of zoology, 93 back to Japan early 稲 field assembly, 67 back to Japan 応 insects on animals learn, in January this year に rush さ れ た 応 with insects animals learn to Hokkaido branch will と, m で open rush さ れ た international society of social insects で 発 table さ れ た. The content recorded on さらに をまとめた paper をまとめた March 2023 に journal of science 雑 Insect Biochemistry and Molecular Biologyにて adopted された.

项目成果

ウメマツアリで進化した性決定初期シグナルの複数化を可能にする feminizer遺伝子について

关于在日本松蚁中进化出多种早期性别决定信号的女性化基因

• 发表时间: 2021
• 作者: 宮川美里;宮川一志;二ノ宮彩音;宮川美里・宮川一志;宮川美里・宮川一志
• 通讯作者: 宮川美里・宮川一志

ウメマツアリにおける性決定初期シグナルの複数化の鍵となるtransformer遺伝子の役割

转化基因的作用，是日本松蚁早期性别决定信号多重化的关键

• 发表时间: 2023
• 作者: 宮川美里;宮川一志
• 通讯作者: 宮川一志

性決定遺伝子座が複数化したウメマツアリにおいてtransformer遺伝子のフィードバックループが雌分化をもたらす

变压器基因的反馈回路导致日本松蚁具有多个性别决定位点的雌性分化

• 发表时间: 2022
• 作者: 宮川美里;宮川一志
• 通讯作者: 宮川一志

Evolution and molecular mechanism of multi locus sex determination system in ant, Vollenhovia emeryi

蚂蚁Vollenhovia emeryi多基因座性别决定系统的进化及分子机制

• 发表时间: 2018
• 作者: Misato Okamoto Miyakawa;Hitoshi Miyakawa
• 通讯作者: Hitoshi Miyakawa

Transformer gene regulates feminization under two complementary sex determination loci in the ant, Vollenhovia emeryi

• DOI: 10.1016/j.ibmb.2023.103938
• 发表时间: 2023-04-07
• 期刊: INSECT BIOCHEMISTRY AND MOLECULAR BIOLOGY
• 影响因子: 3.8
• 作者: Miyakawa，Misato Okamoto;Miyakawa，Hitoshi
• 通讯作者: Miyakawa，Hitoshi