蛾類昆虫における性分化制御技術の確立

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カイコの性は遺伝的に決定され、性染色体の構成がZWであると雌に分化し、ZZであると雄に分化する。我々の共同研究グループは、性決定最上流遺伝子の最有力候補でありW染色体に座上するFem並びに、その標的遺伝子であるMascの同定に成功している。本年度は、昨年度に引き続き、Mascが高発現するSumi13-3系統を用いてMasc遺伝子の機能解析を行った。このSumi13-3系統のZW個体は、遺伝子型が雌であるにもかかわらず、雄決定に関わる遺伝子が発現する。カイコの成虫腹節は雌で第7腹節まで形成されるのに対して、雄では雄特異的な腹節である第8腹節が形成される。そこでSumi13－3系統のZW雌成虫における外部形態を観察したところ、雄特異的腹節である第8腹節が形成されていた。また、昨年度に引き続き、Mascが高発現するSumi13-3系統のZW個体において形成された精子束を詳細に観察した。カイコでは、直接受精に関与する有核精子束と、有核精子の受精を補助する無核精子束の2種類の精子束が形成されることが知られており、Sumi13-3系統のZW個体において形成された精子束を観察したところ、ほぼ完全な無核精子束と、不完全な有核精子束が観察された。本研究成果は、昨年度報告した実施研究の成果と合わせることで、査読付き論文に受理された。また、本年度はFemの機能抑制が引き起こす雌生殖巣への影響も調査した。これまでの研究で、雌でFemを機能抑制することによって生殖器の性転換などに代表される形態的な変化が引き起こされるかどうかは報告されていなかった。そこでFemの機能抑制実験を行いカイコ1齢幼虫の生殖巣を観察した。その結果、Femをノックダウンした卵から孵化した幼虫の卵巣において、卵巣小管の数が減少し、残った卵巣小管が肥大化する形態異常が観察された。