Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

食用アスパラガス / 性決定 / 遺伝子 / DNAマーカー / 植物ホルモン / 生殖 / アスパラガス / 雌雄性 / 花 / 形態形成 / 生理活性物質 / ホルモン・生理活性物質 / 転写因子 / 園芸学 / 遺伝学 / ゲノム / 発生・分化

モデル植物・シロイヌナズナにおいては、MYB35という遺伝子を欠損すると雄性不稔となることが知られていたが、食用アスパラガスにおいては、これによく似た遺伝子（AoMYB35）が雄株にのみ存在し、雌株に存在しないということを明らかにした。AoMYB35は食用アスパラガスの雌雄性決定遺伝子の候補として有力なものである。また、雌花の雄蕊における細胞死を特徴づけると共に、食用アスパラガスの各花器官（花被片、雌蕊、雄蕊）の転写産物を網羅的に解析し、食用アスパラガスの雌雄性に関わる遺伝子を絞り込んだ。生理活性物質により食用アスパラガスの雌雄性（雌蕊・雄蕊の発達）を制御することには失敗した。

食用アスパラガスにおいて太い若茎を得るには、株を数年育成させる必要がある。露地においては、雌株には種子が着くが、これが地面に落ちると商品価値のない若い株が生じ、これは栽培管理上不都合である。このことから、露地での食用アスパラガス生産には雄株を用いるのが望ましい。雌株と雄株は通常花の形態により判別するが、花が着くまでには二年程度かかる。本研究により、AoMYB35という遺伝子が雄株にのみ存在することが見出された。これを用いれば、花の着生を待たずに雌雄を判別できる。これを利用すれば雌雄を転換させることも可能になるかもしれない。そのような技術は食用アスパラガスの品種育成にも資する可能性がある。

mRNA品質管理 / 生殖細胞 / エキソン連結部複合体 / 細胞質スプライシング / 線虫 / 異常スプライシング / 性決定遺伝子 / RNA品質管理 / 遺伝子 / 核酸 / ゲノム / 発現制御 / 性決定

mRNA前駆体のスプライシング後のエキソン連結部に形成されるエキソン連結部複合体（EJC）の構成タンパク質であるY14の発現を阻害した線虫C. elegansでは、イントロンを含むスプライシング未完了RNAが細胞質に漏出することが明らかになった。さらに、これらのスプライシング未完了RNAの中には、細胞質において小胞体タンパク質IRE-1によってプロセシングを受けるものが存在することが示唆された。以上の結果は、Y14を含むEJC中核因子がイントロンを含むRNAの核外漏出を防ぐことによって、遺伝子発現の正確性を保証するゲートキーパーとしての新規機能を持つことを示唆している。

魚類 / 連鎖不平衡 / 性決定 / ゲノム / トラフグ / 進化

近年、穀類を中心とした農業生物を対象とする遺伝学的研究の進展により、有用遺伝子座のみならず有用遺伝子の本体が次々と同定されているが、食用魚類において有用遺伝子本体が同定された例はない。本研究では、食用魚類で初となる有用遺伝子本体の遺伝学的な同定を試みた。解析対象としては、高級食用魚であるトラフグの付加価値を左右する精巣形成能を選んだ。
トラフグは、XX-XY型の性決定様式を持ち、その性を決定する遺伝子は、課題代表者らが作製したフグゲノム地図(Fugu version5, http://www.fugu-sg.org/)による大規模連鎖マッピングにより、30-50kbのゲノム領域に存在することが示されていた。性決定遺伝子を同定するため、まず、本領域のリシーケンス解析により、多型サイトの網羅的な同定をおこなった。次に、本領域の連鎖不平衡状態を調べたところ、その度合いが著しく低いことが明らかとなった。これは、トラフグが比較的長期間にわたり大きな有効集団サイズを維持してきたことを示唆している。トラフグは乱獲によって個体数が減少していると考えられているが、その影響は連鎖不平衡状態には未だ反映されていないようであった。次に、連鎖不平衡マッピングをおこなったところ、性決定領域を一つの遺伝子にまで絞り込むことに成功した。この性決定遺伝子情報を基盤とすることにより、トラフグの性を迅速に判別する方法が開発可能となった。脊椎動物の性決定遺伝子は、これまでに、哺乳類のSRY、メダカのDMY、アフリカツメガエルのDM-Wしか同定されていない。本研究の成果は、新しい性決定遺伝子の存在を示しており、基礎科学的にも高い価値を持つと考えられる。

遺伝育種 / トラフグゲノム / 耐病性 / 体サイズ / 行動 / 棘 / 性決定 / トラフグ / ゲノム / 形態 / 行動様式 / 有用遺伝子 / 成長

全ゲノムが解読された最初の食用魚であるトラフグを用いて,有用形質を支配する遺伝子の特定めざした.トラフグとクサフグなどの種間交雑を進めて解析することにより,体サイズ,脊椎骨数,鱗の有無,寄生虫耐性,警戒心の強さ,淡水適応能力に関する遺伝子の染色体上の位置が特定され,ゲノム情報に基づく優良個体選抜育種への道筋をつけることができた.また,性決定遺伝子の特定に成功し,雄の価値が高いこの魚における性制御技術の開発に成功した.

【研究協力者】
増田清	いずれも北海道大学	大学院農学研究院
藤野介延	いずれも北海道大学	大学院農学研究院

【研究分担者】
井上邦夫	神戸大学	大学院理学研究科	教授	(Kakenデータベース)
中井謙太	東京大学	医科学研究所	教授	(Kakenデータベース)
鈴木穣	東京大学	大学院新領域創成科学研究科	教授	(Kakenデータベース)

【研究連携者】
菊池潔	東京大学	大学院・農学生命科学研究科	助教	(Kakenデータベース)
末武弘章	福井県立大学	海洋生物資源学部	准教授	(Kakenデータベース)