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メスなのに精子をつくるカイコの作出に成功 〜カイコを雄にする遺伝子の機能解明〜

発表のポイント

  • カイコを雄にすると予想されていた遺伝子(Masc)を雌のカイコで強制的に発現させたところ、精子をつくるなど様々な点で雄らしさを備えたカイコとなった。
  • Mascは個体を雄化することで知られるいかなる遺伝子とも異なる、新しいタイプの遺伝子としてみつかった。本研究は、Mascが個体の雄化に関わることを実証した初の研究である。
  • Mascの強制的発現により雄化した雌は妊性が著しく低下する。本研究成果は、Mascを創農薬ターゲットとした新たな不妊化剤による害虫防除法の開発に繋がると期待される。

発表概要

カイコの性は、piRNAと呼ばれる小分子RNAによって決まる、という点でユニークです。このpiRNAは雌だけがもつW染色体の遺伝子Femによって作りだされ、個体の性を雄にする遺伝子Mascの 働きを抑制します。したがってFemをもつ個体では雄化のプロセスが抑制され、その結果雌になると予想されてきました。しかし、Masc が個体を雄化することができるかどうか、という点については不明のままでした。そこで東京大学大学院新領域創成科学研究科・鈴木雅京准教授ら、国立研究開発法人 農業・食品産業技術総合研究機構 生物機能利用研究部門 新産業開拓研究領域 カイコ機能改変技術研究ユニット・笠嶋めぐみ研究員ら、東京大学大学院農学生命科学研究科・勝間進准教授らのグループは、piRNAによる抑制を免れるMascMasc-R)を人工的に作製し、それをカイコのゲノム内に組込むことで個体にどのような変化が見られるかを観察することにしました。その結果、Masc-Rをもつ雌は卵巣に異常を示し、ほとんど卵を産まなくなりました。この異常な卵巣の中には精巣とよく似た組織の形成がみられました。この組織は精巣に似ているだけでなく、実際に精子を含むこともわかりました。また、外部生殖器や腹部の特徴についても雄化の傾向がみられました。以上の結果から、Mascはカイコの雄化を引き起こす機能をもつといえます。個体を雄にする機能をもつ遺伝子は、未だ数えるほどしかみつかっていません。本研究は、蝶や蛾の雄化に関わる遺伝子の機能を解明した、貴重な例であるといえます。また本研究成果は、Mascを創農薬ターゲットとした蛾類害虫の不妊化による害虫防除法の開発に役立つと期待されます。

 

発表雑誌

雑誌名:PLOS Genetics(12巻2016年8月31日号 e1006203 掲載)

論文タイトル:Transgenic Expression of the piRNA-Resistant Masculinizer Gene Induces Female-Specific Lethality and Partial Female-to-Male Sex Reversal in the Silkworm, Bombyx mori.

著者:Hiroki Sakai, Megumi Sumitani, Yasuhiko Chikami, Kensuke Yahata, Keiro Uchino, Takashi Kiuchi, Susumu Katsuma, Fugaku Aoki, Hideki Sezutsu and Masataka G. Suzuki*

DOI番号:10.1371/journal.pgen.1006203.

アブストラクトURL:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27579676