メダカを用いた環境要因による性分化機構の解明

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これまでの研究で、性分化時のメダカを孵化後0-5日の間、栄養源飢餓で処理することでII型生殖細胞の減少と雌（XX）から雄への性転換体が認められた。そこで、処理直後における生殖腺体細胞の性の状態を、既知のマーカー遺伝子のRT-qPCRによる発現解析で検証した。その結果、栄養源飢餓処理により雌マーカーの発現減少と雄マーカーの発現上昇が認められた。この結果は、栄養源処理直後の生殖腺体細胞の性の状態が雌から雄様へと変化したことを示唆する。前年度に山形大学及川准教授との共同研究でCE-TOFMSを用いて分析したところ、栄養源飢餓処理後のメダカ幼魚内代謝物を再度網羅的に解析した。その結果、栄養源飢餓処理によって減少した代謝物でのEnrichment解析で、一般的に栄養源飢餓で代謝が下がるタンパク質生合成やアミノ酸代謝、主要なエネルギー産生系の経路が認められた。これより、得られたメタボロームデータは栄養源飢餓処理で得られたデータとして適切であると判断し、さらに詳しい解析を行った。その結果、9種類の栄養源飢餓によって量が増加する代謝物が同定され、中でも、もっとも量が増加した代謝物がパントテン酸であった。予備的ではあるが、XXとXYの孵化後5日目でのメタボロームの比較においてもXXよりXYの方が多いと言う性差が認められており、このことはパントテン酸やその代謝が性分化と関連していることを想像させる。パントテン酸代謝経路の代謝物を詳しくみると、パントテン酸量が栄養源飢餓処理で増加した一方で、最終産物のCoAの量に変化は認められなかった。この結果はパントテン酸代謝がどこかの段階で栄養源飢餓処理によって負に制御されることを示唆した。実際に、栄養源飢餓処理直後の幼魚内での、パントテン酸代謝の律速酵素の遺伝子発現をRT-qPCRで検証したところ、栄養源飢餓処理サンプルで有意な発現減少が認められた。