メダカの種間変異を利用した雄決定遺伝子DMYの機能分化メカニズムの解明

メダカの性決定遺伝子DMYは、常染色体上のDMRT1遺伝子の重複によって誕生したと考えられている。前年度の研究から、DMYとDMRT1の機能分化には、発現時期の変化が重要な役割を果たしたことが示唆された。今年度は、その変化をもたらしたゲノム上の発現制御領域の同定を目指した、まず、マウス・ゼブラフィッシュ・メダカのDMRT1/周辺塩基配列情報を用いた比較ゲノム解析により、非常に保存性の高い領域を第5イントロンに二つ、第6エキソシより下流に一つ見出した。第5イントロン内の保存領域のうちのひとつは、DMY周辺に相同領域が見つがらなかったため、DMYでは失われたと考えられた。そこで、この領域が発現時期の変化に関わっでいるかどうかを調べるため、DMRT1のORFを赤色蛍光タンパク質(RFP)に置き換えたBACベクターを作出した。次に、このベクターの改変により、保存領域を欠損させたタイプを作出した。これら2種類のベクターをメダカのd-rR系統に遺伝子導入し、系統化を行った。生きたままの状態で蛍光観察することにより、RFPシグナルの有無からDMRT1の時間的な発現パターンを解析する予定であったが、今回作出した系統ではRFPのシグナルは観察されなかった。各系統の成魚精巣を用いてRT-PCRによる発現解析を行ったところ、DMRT1をRFPに置き換えただけの系統ではRFPのmRNAが検出されたが、保存領域を欠損させた系統では検出されなかった。これらの結果は、第5イントロン内の保存領域がDMRT1の発現制御に関わっていることを推察させる。しかし、発現時期の変化に関わっているかどうかを証明するためには、より詳細な解析が必要である。

メダカの性決定遺伝子DMYは、常染色体上のDMRT1遺伝子の重複によって誕生したと考えられている。前年度の研究から、DMYとDMRT1の機能分化には、発現時期の変化が重要な役割を果たしたことが示唆された。今年度は、その変化をもたらしたゲノム上の発現制御領域の同定を目指した、まず、マウス・ゼブラフィッシュ・メダカのDMRT1/周辺塩基配列情報を用いた比較ゲノム解析により、非常に保存性の高い領域を第5イントロンに二つ、第6エキソシより下流に一つ見出した。第5イントロン内の保存領域のうちのひとつは、DMY周辺に相同領域が見つがらなかったため、DMYでは失われたと考えられた。そこで、この領域が発現時期の変化に関わっでいるかどうかを調べるため、DMRT1のORFを赤色蛍光タンパク質(RFP)に置き換えたBACベクターを作出した。次に、このベクターの改変により、保存領域を欠損させたタイプを作出した。これら2種類のベクターをメダカのd-rR系統に遺伝子導入し、系統化を行った。生きたままの状態で蛍光観察することにより、RFPシグナルの有無からDMRT1の時間的な発現パターンを解析する予定であったが、今回作出した系統ではRFPのシグナルは観察されなかった。各系統の成魚精巣を用いてRT-PCRによる発現解析を行ったところ、DMRT1をRFPに置き換えただけの系統ではRFPのmRNAが検出されたが、保存領域を欠損させた系統では検出されなかった。これらの結果は、第5イントロン内の保存領域がDMRT1の発現制御に関わっていることを推察させる。しかし、発現時期の変化に関わっているかどうかを証明するためには、より詳細な解析が必要である。