動物の性決定システムにおける性決定関連DMドメイン遺伝子の分子進化

动物性别决定系统中性别决定相关DM结构域基因的分子进化

• 批准号: 10J06178
• 负责人: 回渕 修治
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Kitasato University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J06178/
• 关键词: 性決定; 性決定遺伝子; 脊椎動物; 塩基置換率; DMRT1; DMY; DM-W; SRY; プロモーター; 両生類; 生殖巣; 性分化; アフリカツメガエル

性決定システムにおいて、DMドメイン遺伝子は無脊椎動物から脊椎動物まで広く保存されている。現在までに脊椎動物の性決定遺伝子は3つ同定されており、そのうち2つはDMドメイン遺伝子の魚類メダカDMY、両生類アフリカツメガエルDM-Wであり、精巣形成に関与するDMRT1のパラログである。また、鳥類ニワトリではDMRT1が性決定遺伝子候補である。しかし、哺乳類進化過程で、性決定システムは再編成され、新たにDMドメイン遺伝子でないSRYが性決定遺伝子となった。研究代表者らは、脊椎動物の性決定システム進化を考察するうえで、性決定関連DMドメイン遺伝子の進化を解明することが重要であると考え、本年度は、以下の解析を行った。1、性決定関連DMドメイン遺伝子のプロモーター進化 : 魚類メダカ、両生類アフリカツメガルおよび熱帯ツメガエル、鳥類ニワトリ、哺乳類マウスのDMRT1、メダカDMY、およびアフリカツメガエルDM-Wの転写開始点およびエクソン-イントロン構造を決定した。その結果、魚類・両生類のDMRT1、DMY、DM-Wにおいて非コードなエクソン1が存在するが、鳥類・哺乳類DMRT1では消失していた。推測プロモーター領域の相同性やモチーフの比較解析を含め、脊椎動物進化過程において性決定関連DMドメイン遺伝子のプロモーター領域は大きく転換していると推測された。2、脊椎動物の性決定遺伝子の分子進化 : メダカDMY、アフリカツメガエルDM-W、および哺乳類SRYと、それらの祖先遺伝子DMRT1およびSox3の塩基置換率を比較するといずれも性決定遺伝子で高かった。また、SRYでは、DNA結合領域が保存されているが、DMYおよびDM-Wでは塩基置換率が高い傾向があった。これらの結果から、脊椎動物の性決定システムにおいて、性決定関連DMドメイン遺伝子の発現制御機構や塩基配列は大きく変異してきたと推測された。

Sex determination シ ス テ ム に お い て, DM ド メ イ ン heritage 伝 son は invertebrates か ら vertebrate ま で hiroo く save さ れ て い る. Now ま で に vertebrate の traces of sex determination 伝 は 3 つ son be さ れ て お り, そ の う ち 2 つ は DM ド メ イ ン posthumous son 伝 の fish メ ダ カ DMY, struck raw ア フ リ カ ツ メ ガ エ ル DM -w で あ り, fine 巣 formation に masato and す る DMRT1 の パ ラ ロ グ で あ る. Youdaoplaceholder0, bird ニワトリで ニワトリで DMRT1が sex-determined offspring 伝 candidate である. し か し, mammalian evolution で, sex determination シ ス テ ム は again plait さ れ, new た に DM ド メ イ ン heritage 伝 son で な い SRY が traces of sex determination 伝 son と な っ た. Research representatives ら は, vertebrate の decided シ ス テ ム evolution を investigation す る う え で, sexual decision masato even DM ド メ イ ン heritage 伝 son の evolution を interpret す る こ と が important で あ る と え test line, は this year, the following analytical を の っ た. 1. Sexual determination is related to DMドメ <s:1> 伝 伝 伝 offspring プロモ タ タ evolution: Fish メ ダ カ, struck raw ア フ リ カ ツ メ ガ ル お よ び hot 帯 ツ メ ガ エ ル, birds ニ ワ ト リ, mammals マ ウ ス の DMRT1, メ ダ カ DMY, お よ び ア フ リ カ ツ メ ガ エ ル DM -w の planning write starting point お よ び エ ク ソ ン - イ ン ト ロ ン tectonic を decided し た. そ の results, fish that struck raw class の DMRT1, DMY, DM - W に お い て non コ ー ド な エ ク ソ ン 1 が exist す る が, birds, mammals DMRT1 で は disappear し て い た. Speculation プ ロ モ ー タ ー field の identity や モ チ ー フ の comparative analytic を め, vertebrate evolution に お い て sex determination masato even DM ド メ イ ン heritage 伝 son の プ ロ モ ー タ ー field は big き く planning in し て い る と speculation さ れ た. 2 son, vertebrate の decision but 伝 の molecular evolution: メ ダ カ DMY, ア フ リ カ ツ メ ガ エ ル DM - W, お よ び mammals SRY と, そ れ ら の ancestral heritage 伝 son DMRT1 お よ び Sox3 の salt base substitution rate を compare す る と い ず れ も traces of sex determination 伝 son で high か っ た. ま た, SRY で は, DNA binding domain が save さ れ て い る が, DMY お よ び DM -w で は salt base high replacement ratio が い tendency が あ っ た. こ れ ら の results か ら, vertebrate の decided シ ス テ ム に お い て, sexual decision masato even DM ド メ イ ン posthumous son 伝 の 発 system now royal institution や salt base with large column は き く - different し て き た と speculation さ れ た.

项目成果

Apoptotic and survival signaling mediated through death receptor members during metamorphosis in the African clawed frog Xenopus laevis.

非洲爪蛙变态过程中通过死亡受体成员介导的细胞凋亡和生存信号。

• 发表时间: 2012
• 期刊: General and Comparative Endocrinology
• 影响因子: 2.7
• 作者: Michihiko Ito;K. Tamura;Shuuji Mawaribuchi;N. Takamatsu
• 通讯作者: N. Takamatsu

Molecular evolution of vertebrate sex-determining genes.

• DOI: 10.1007/s10577-011-9265-9
• 发表时间: 2012-01
• 期刊: CHROMOSOME RESEARCH
• 影响因子: 2.6
• 作者: Mawaribuchi, Shuuji;Yoshimoto, Shin;Ohashi, Shuntaro;Takamatsu, Nobuhiko;Ito, Michihiko
• 通讯作者: Ito, Michihiko

Isolation and characterization of sexually dimorphic genes during early gonadogenesis in Xenopus laevis

非洲爪蟾早期性腺发生过程中性二态性基因的分离和表征

• 发表时间: 2011
• 作者: Shuji Mawaribuchi;Nozomi Ikeda;Kazuko Fujitani;Asako Otomo;Kei Tamura;Mikako Wada;Yosuke Kamata;Yuzuru Ito;Yasuko Onuma;Mihcihiko Ito;Nobuhiko Takamatsu
• 通讯作者: Nobuhiko Takamatsu

アフリカツメガエル生殖巣形成過程におけるDMRT1遺伝子の発現解析

非洲爪蟾性腺形成过程中DMRT1基因的表达分析

• 发表时间: 2010
• 作者: Ito K;Kidokoro K;Shimura S;Katsuma S;Kadono-Okuda K;回渕修治
• 通讯作者: 回渕修治