メダカ成体生殖腺における性的可塑性の分子・細胞メカニズム

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これまでの研究から卵巣中のエストロゲン量の低下が成体生殖腺の卵巣から精巣への機能的性転換を誘起することが報告されている。このことからエストロゲンが性の可塑性の発現・保持に重要であることが示唆されている。しかし、エストロゲンが卵巣の分化・性的可塑性の発現過程において具体的にどのような働きを果たしているかについては不明な点が多い。そこで、エストロゲンの卵巣分化における機能を明らかにすることを目的として、エストロゲンの合成に必須のステロイド代謝酵素aromataseの機能欠損変異メダカをTILLING法により単離し、表現型の解析を行なった。この変異メダカの遺伝的メス(XX)個体では一度遺伝的性に従って卵巣が分化した後、卵濾胞が閉鎖し、精巣構造が発達する性転換が見られた。生殖腺の各細胞系列の分化マーカーの発現をin situ hybridization法により解析した結果、卵巣型aromatase変異メダカにおいて観察された成体卵巣の精巣への性転換は、卵巣の組織が精巣の組織に分化転換するのではなく、卵巣内に存在する生殖幹細胞とそれを取り囲む未分化支持細胞が雄分化して起きることが示された。また、遺伝的性に従って卵巣が分化したことから初期卵巣分化にエストロゲンは必要ない、もしくは卵黄に存在する母性由来の微量のエストロゲンで十分であることが示された。一方、成魚になってから卵巣の崩壊が始まり、性転換が起こったことから、エストロゲンは思春期、生殖腺内で性ホルモン合成が活発になる時期、以降の生殖幹細胞およびそれを取り囲む未分化支持細胞の継続的な雌分化(あるいは雄分化の阻害)に必須であることが示唆された。次にこのエストロゲン量の減少による卵巣の崩壊・性転換過程に関わる遺伝子群を同定することを目的として、RNA-seq法によるトランスクリプトーム解析を行った。その結果、卵巣の崩壊が始まる前後で約900個の遺伝子の発現が変動していることが明らかとなった。