ヒラメ性決定遺伝子が明らかになりました 〜遺伝的性判別が正確に〜

【発表者】
　研究代表者：坂本　崇（東京海洋大学　教授）
　北野　健            （熊本大学　教授）
　山口　寿哉        （水産研究・教育機構水産技術研究所　主任研究員）
　山本　榮一        （研究当時：鳥取県水産試験場　特別研究員）
　服部ヒカルドショウヘイ    （研究当時：東京海洋大学　博士研究員）
　熊沢　渓一郎        （研究当時：東京海洋大学大学院　博士前期課程）
　中本　正俊        （研究当時：東京海洋大学　博士研究員）
　中野　佑紀        （研究当時：東京海洋大学大学院　博士前期課程）
　藤　加菜子        （研究当時：東京海洋大学　博士研究員）
　
【発表ポイント】
　◆ヒラメの性決定遺伝子がY特異的なamh対立遺伝子amhyであることを明らかにした。
　◆ヒラメの遺伝的な雌雄判別が正確に実施可能になった。
　◆性転換を起こした個体の識別が可能になるため、全雌生産のための性転換をしにくいヒラメ系統作出に向けた研究の進展が期待される。

【発表内容】
　ヒラメは重要な水産魚種の一つであり、おもに陸上養殖で生産される。身が引き締まって癖がないことが特徴の白身魚で、寿司や刺身といった代表的な日本食の食材として好まれている。
　ヒラメはXX-XY型の性決定様式を持ち、雄のY染色体上に存在する性決定遺伝子によって性が決まると考えられる。ヒラメは、雌雄で成長差（雌＞雄）があることが知られており、養殖効率の更なる向上のための手段の1つとして、全雌生産がある。性分化時期に遺伝的雌（XX）個体に高水温処理や雄性ホルモンであるアンドロゲンを投与すると雄へ性転換｟遺伝的雌（XX）・表現的雄｠し、遺伝的雄（XY）個体に雌性ホルモンであるエストロゲンを投与すると雌に性転換｟遺伝的雄（XY）・表現的雌｠することが知られている。この技術を用いて偽雄化したXX個体｟遺伝的雌（XX）・表現的雄｠と正常雌（XX個体）｟遺伝的雌（XX）・表現的雌｠を交配すると仔はすべてXXの雌｟遺伝的雌（XX）・表現的雌｠になると考えられる。しかしながら、性分化時期までの飼育水温、飼育密度（ストレス）などでXXの雌稚魚が雄に性転換｟遺伝的雌（XX）・表現的雄｠してしまうため、全雌生産に至らないことが報告されている。そのため、養殖生産時に飼育環境の影響を受けても性転換しにくい系統を作出する必要がある。
    また、これまでの技術では性転換雄｟遺伝的雌（XX）・表現的雄｠と正常雄｟遺伝的雄（XY）・表現的雄｠は全く見分けが付かず、遺伝的な雌雄を数年かかる後代検定などで確認する必要があり、簡単に性転換雄｟遺伝的雌（XX）・表現的雄｠を検出できなかった。このように、ヒラメの遺伝的性を体長や成熟具合、系統に関わらず正確かつ短時間で非浸潤的に判別する手段は存在しないため、性決定遺伝子の同定が必要だった。
　本研究では、解析家系を用いた遺伝解析（連鎖解析）により、雄特異的なゲノム領域を明らかにした。また、その領域に存在する候補遺伝子の構造解析を行ったところ、発現調節領域内に塩基配列長の多型があることが明らかになった。この発現調節領域の多型について、天然魚の雌雄を用いて解析したところ、長さが短いもの（amhy：Y型）を雄のみが保有、長さが長いもの（amhx：X型）を雄と雌が保有することが明らかになり、多型と性別が完全に一致することが明らかになった（なお天然魚は、自然界で性分化が決定した5cm程度の稚魚採捕後、1年間飼育し解析した）（特許出願中）。さらに、候補遺伝子の発現解析を行ったところ、ヒラメの性分化が孵化後60日頃までに行われるなかで、発現調節領域が短い候補遺伝子（Y型）のみが孵化後25日で特異的に発現していることが明らかになった。また、ゲノム編集（CRISPR/Cas9法）による遺伝子機能解析を実施した。その結果、抗ミュラー管ホルモン（amh）遺伝子がゲノム編集により破壊された遺伝的雄個体では、精巣ではなく卵巣が形成され、この遺伝子がヒラメの性決定遺伝子であることが明らかになった。これにより、ヒラメの遺伝的性判別が正確に実施可能になった。今後、性転換雄｟遺伝的雌（XX）・表現的雄｠と正常雄｟遺伝的雄（XY）・表現的雄｠との識別が可能になり、養殖生産時に性転換しにくい系統を作出に向けて、大きな研究進展となった。

【発表論文】
　雑誌：Frontiers in Genetics
　タイトル：Y-specific amh allele, amhy, is the master sex-determining gene in Japanese flounder Paralichthys olivaceus
　著者：Ricardo Shohei Hattori, Keiichiro Kumazawa, Masatoshi Nakamoto, Yuki Nakano, Toshiya Yamaguchi, Takeshi Kitano, Eiichi Yamamoto, Kanako Fuji and Takashi Sakamoto

　DOI番号：10.3389/fgene.2022.1007548
　論文URL：https://doi.org/10.3389/fgene.2022.1007548
　Frontiers in Genetics 13: 1007548.
　Published on line: September 16, 2022.

【研究助成】
　本研究は、JSPS科研費 25292118、16H04970、L19549およびJST/JICA SATREPSプロジェクトの交付を受けて実施しました。

【詳細】　プレスリリース（PDF544KB）

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