Research Abstract

環境温度がTRPV4を通じてミシシッピーワニの性決定に関与する

TRPV4 associates environmental temperature and sex determination in the American alligator

2015年12月18日 Scientific Reports 5 : 18581 doi: 10.1038/srep18581

環境温度がTRPV4を通じてミシシッピーワニの性決定に関与する
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温度依存型性決定(TSD)は爬虫類に広く見られる性決定様式であり、個体の遺伝的背景ではなく温度感受期(TSP)の孵卵温度によって個体の性が決定される。ミシシッピーワニ(Alligator mississippiensis:別名アメリカアリゲーター)においては、TSPの間で卵を33℃(雄になる温度male producing temperature:MPT)で孵卵すれば雄が生まれ、30℃未満(雌になる温度female producing temperature:FPT)で孵卵すれば雌が生まれる。しかしながら、TSDにおける分子機構の詳細は不明な点が多く、環境温度と性決定を結ぶ分子基盤は未だに解明されていない。本論文において我々はワニのTRPV4オルソログ(AmTRPV4)が性決定温度に近い温度領域で活性化することを示し、薬剤暴露によりAmTRPV4チャネル活性を操作すると雄性分化に関わる遺伝子の発現が影響される事を明らかにした。本研究によって温度受容因子として知られているTRPV4チャネルとTSD制御候補としての繋がりを初めて実証し、脊椎動物におけるTSDの新たな分子基盤を明らかにした。

Ryohei Yatsu, Shinichi Miyagawa, Satomi Kohno, Shigeru Saito, Russell H. Lowers, Yukiko Ogino, Naomi Fukuta, Yoshinao Katsu, Yasuhiko Ohta, Makoto Tominaga, Louis J. Guillette Jr & Taisen Iguchi

Corresponding Author

井口 泰泉
自然科学研究機構 基礎生物学研究所
岡崎統合バイオサイエンスセンター

Temperature-dependent sex determination (TSD), commonly found among reptiles, is a sex determination mode in which the incubation temperature during a critical temperature sensitive period (TSP) determines sexual fate of the individual rather than the individual’s genotypic background. In the American alligator (Alligator mississippiensis), eggs incubated during the TSP at 33 °C (male producing temperature: MPT) yields male offspring, whereas incubation temperatures below 30 °C (female producing temperature: FPT) lead to female offspring. However, many of the details of the underlying molecular mechanism remains elusive, and the molecular link between environmental temperature and sex determination pathway is yet to be elucidated. Here we show the alligator TRPV4 ortholog (AmTRPV4) to be activated at temperatures proximate to the TSD-related temperature in alligators, and using pharmacological exposure, we show that AmTRPV4 channel activity affects gene expression patterns associated with male differentiation. This is the first experimental demonstration of a link between a well-described thermo-sensory mechanism, TRPV4 channel, and its potential role in regulation of TSD in vertebrates, shedding unique new light on the elusive TSD molecular mechanism.

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