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荻野 由紀子(おぎの ゆきこ) データ更新日:2020.01.31



主な研究テーマ
二次性徴を決定付けるクロマチン動態の解明
キーワード:アンドロゲン受容体
2018.11~2019.10.
魚類を用いた二次性徴発現と個体認知・情動制御システムの解明

キーワード:環境 内分泌応答 ストレス
2018.01~2018.05.
アンドロゲン応答形質の多様化と適応の分子機構
環境モニタリングメダカの開発

キーワード:男性ホルモン(アンドロゲン)、二次性徴、形態多様化、ゲノム重複, 内分泌かく乱化学物質
2016.04~2020.04.
研究業績
主要著書
1. 神田真司 高木亙 矢野十織 二階堂雅人 安齋賢 渡邊壮一 石川麻乃 小橋常彦 池永隆徳 佐野香織 飯田敦夫 竹花佑介 荻野由紀子 小林 靖尚 野津了, 遺伝子から解き明かす魚の不思議な世界, 一色出版, 2019.08.
主要原著論文
1. Yukiko Ogino, Shigehiro Kuraku, Hiroshi Ishibashi, Hitoshi Miyakawa, Eri Sumiya, Shinichi Miyagawa, Hajime Matsubara, Gen yamada, Michael E. Baker, Taisen Iguchi, Neofunctionalization of androgen receptor by gain-of-function mutations in teleost fish lineage, Molecular Biology and Evolution, 33, 228-244, 2016.01.
2. Yukiko Ogino, Ikumi Hirakawa, Keiji Inohaya, Eri Sumiya, Shinichi Miyagawa, Nancy Denslow, Gen Yamada, Norihisa Tatarazako, Taisen Iguchi, Bmp7 and Lef1 are the down stream effectors of androgen signaling in androgen-induced sex characteristics development in medaka, Endocrinology, 155, 449-462, 2014.02.
3. Yukiko Ogino, Shinichi Miyagawa, Hironori Katoh, Gail S. Prins, Taisen Iguchi, Gen Yamada, Essential functions of androgen signaling emerged through the developmental analysis of vertebrate sex characteristics, Evolution and Development, 13, 315-325, 2011.05.
4. Yukiko Ogino, Hironori Katoh, Shigehiro Kuraku, Gen Yamada, Evolutionary history and functional characterization of androgen receptor genes in jawed vertebrates, Endocrinology, 150, 5415-5427, 2009.12.
主要総説, 論評, 解説, 書評, 報告書等
1. Yukiko Ogino, Saki Tohyama, Satomi Kohno, Kenji Toyota, Gen Yamada, Ryohei Yatsu, Tohru Kobayashi, Norihisa Tatarazako, Tomomi Sato, Hajime Matsubara, Anke Lange, Charles R. Tyler, Yoshinao Katsu, Taisen Iguchi, Shinichi Miyagawa, Functional distinctions associated with the diversity of sex steroid hormone receptors ESR and AR, Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology, 10.1016/j.jsbmb.2018.06.002, 2018.11, [URL], Sex steroid hormones including estrogens and androgens play fundamental roles in regulating reproductive activities and they act through estrogen and androgen receptors (ESR and AR). These steroid receptors have evolved from a common ancestor in association with several gene duplications. In most vertebrates, this has resulted in two ESR subtypes (ESR1 and ESR2) and one AR, whereas in teleost fish there are at least three ESRs (ESR1, ESR2a and ESR2b) and two ARs (ARα and ARβ) due to a lineage-specific whole genome duplication. Functional distinctions have been suggested among these receptors, but to date their roles have only been characterized in a limited number of species. Sexual differentiation and the development of reproductive organs are indispensable for all animal species and in vertebrates these events depend on the action of sex steroid hormones. Here we review the recent progress in understanding of the functions of the ESRs and ARs in the development and expression of sexually dimorphic characteristics associated with steroid hormone signaling in vertebrates, with representative fish, amphibians, reptiles, birds and mammals..
主要学会発表等
1. Yukiko Ogino, Satoshi Ansai, Hirotaka Sakamoto, Eiji Watanabe, Kiyoshi Naruse and Taisen Iguchi, Molecular basis of androgen dependent sex characteristics development and evolution with teleost fishes as model species, 第42回日本分子生物学会年会 , 2019.12, Teleost fishes offer a clue to understanding the evolution of secondary sex characteristics, because they acquired two different subtypes of the AR gene, ARa and ARb, in the teleost-specific whole genome duplication, which might have led to their diversified masculine sex characteristics for appendage development and also sexual behavior. To address the significance of the AR gene duplication, we analyzed the morphological and behavioral phenotypes of medaka mutants for ARa and ARb genes. ARb have predominant function for external masculine phenotypes, and AR might contribute to the development of traits for male-male competition. Both ARs showed the functional redundancy in the courtship behavior, whereas double mutant male of ARa and ARb is infertile due to the loss of courtship behavior, indicating that AR gene duplication can ensure each AR to acquire the attractive function for reproduction, while stabilizing the capability of reproduction by functional redundancy. We also generated the knock-in medaka lines expressing each AR as a fusion protein with FLAG, which allows the production of mClover3 as a separated protein to visualize the spatio-temporal expression and intracellular localization of each AR in vivo. Consistent with the mutant phenotypes, ARb is predominantly expressed in the condensed mesenchyme enriched for expression of androgen effector genes in the anal fin, while ARa is highly expressed in the brain of superior male, indicating the relationship between the expression divergence of each AR and morphological diversification. Our findings would provide a historical explanation for the retention of the duplicated AR copies in the teleost genome..
2. 荻野由紀子、坂本浩隆、渡辺英治、安齋 賢、井口泰泉, 魚類の多彩な繁殖様式を導く二次性徴形質の多様化と進化の分子基盤Molecular basis of sex characteristics development and evolution in teleost fishes, 日本動物学会第90回大阪大会, 2019.09, 真骨魚類は爆発的に適応・多様化して繁栄を遂げており、その共通祖先で起きた全ゲノム 重複後の遺伝子の再編成・新機能の獲得と、多様な形質発現との関連性が注目されている。
中でも雄に特徴的な求愛・闘争行動や装飾的な雄性形質の進化は、多彩な繁殖戦略を可能とし、真骨魚類の繁栄をもたらした重要な要因と考えられる。しかし、多様な雄性形質発現の遺伝的背景、分子機構の詳細は多くが未解明のままである。
アンドロゲンは脊椎動物において、二次性徴を誘導し、“雄性形質”を特徴付けている。それ故、アンドロゲンは、性決定、生殖腺の分化に続く、個体の性の確立の最終段階を担う実行因子である。哺乳類ではアンドロゲン受容体(AR)遺伝子は1分子種であり、脳神経系や生殖器、外部形態の二次性徴など多面的な発現を示すことから、それ自体の変異が多器官に影響を及ほすため、遺伝的な拘束を強く受けていると考えられる。真骨魚類では、真骨魚類の系統で特異的に起きたゲノム倍数化に伴い、真骨魚類ではARα、ARβの2分子種(ARα、ARβ)に重複したことで拘束を回避し、重要な生殖機能については重複遺伝子の補償作用から冗長性を確保しつつ、新たな機能を獲得したことか予想される。
本研究では、メダカAR変異体を用いて、AR遺伝子の重複に伴う新機能獲得と、形態・神経機能における二次性徴形質の多様化との関連性を解析するとともに、カダヤシの尻ヒレから交接器(gonopodium:GP)への移行、ソードテールフィッシュの性選択形質である尾ビレの伸長との比較解析から、アンドロゲンによって誘導される多様性の根源的な理解を深めようとしている。
これまでに、ARの分子進化解析から、進化速度の速いARαは、リガンド非依存的な核局在や、ARβ及び四肢動物のARより極めて高い転写活性化能を示すユニークな ARとして真骨魚類の系統で進化してきたことを報告した。この機能的に異なるAR遺伝子の出現、それに伴うシグナリングネットワークの拡充が、真骨魚類の多様な二次性徴を生み出す一つの重要な原動力(遺伝的背景)となった可能性が考えられる。AR遺伝子変異体メダカを用いた表現型解析から、ARα/βダブル変異体オスは自然交配では繁殖できないが、ARα, ARβそれぞれの変異体オスは繁殖可能であり、外部形態・脳神経機能に果たす役割に相違を示すなど、AR遺伝子重複の生物学的意義が明らかとなりつつある。現在さらに、ARα, ARβそれぞれの生体内におけるタンパクレベルの局在や発現動態の解析から、ARパラログの標的細胞の同定、組織特異的な機能発現の詳細について解析を進めている。また、上記真骨魚類の雄性形質発現過程の比較解析から、二次性徴発現に共通の分子機構が存在していることを見出したので合わせて議論したい。
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3. Yukiko Ogino, Hirotaka Sakamoto, Eiji Watanabe and Taisen Iguchi, Diversification of androgen receptor function underlies secondary sex characteristics development of teleost fishes. , 4th Strategic Meeting for Medaka Research,3rd Regional Fish Meeting, 2018.04, Gene duplication is a dominant driving force of evolution. Steroid hormone receptor gene family is thought to have arisen from gene duplication. However, the molecular events which produce new protein functions after the genome duplication have not been fully understood. Teleost fishes present a good model to investigate an accurate evolutionary history of protein function after whole genome duplication, because the teleost-specific whole genome duplication (TSGD) 350 million years ago resulted in a variety of duplicated genes that exist in modern fishes. We focused on the androgen receptor (AR) gene, since two different subtype genes, AR and AR, were generated in the TSGD. AR has retained the ancestral function, whereas the AR evolved as a hyperactive form of AR in the teleost lineage. Results of our combined functional and 3 dimensional analyses of medaka (Oryzias latipes) ARs identified the substitutions that led to changes in protein structure and function between medaka AR and AR. One substitution located within the helices 10/11 of ligand binding domain is sufficient for generating higher transactivation of AR. This amino acid change affects the stability of ligand binding by modifying the hydrogen bonds between ligand and AR.
To further address the functional differences between AR and AR in vivo, we isolated the nonsense mutants of AR and AR from the medaka tilling library. AR have predominant function for external masculine phenotypes, and AR might participate the development of traits for male-male competition. Our findings would provide an historical explanation for the retention of the duplicated AR copies in euteleost genome..
4. 荻野由紀子、坂本浩隆、井口泰泉, 真骨魚類をモデルとしたアンドロゲンによる雄性形質発現・生理作用の分子機構解析, 2017年度生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017), 2017.12.
5. 荻野 由紀子, 井口泰泉, 魚類の多様な雄性形質発現の分子機構, 第26回日本行動神経内分泌研究会, 2017.04.
6. 荻野 由紀子, 井口泰泉, Evolutionary diversification of androgen dependent sex characteristics development in teleost fishes., The 22nd International Congress of Zoology, 2016.11.
7. 荻野 由紀子, 真骨魚類の多彩な二次性徴形質発現の分子機構
“メダカ、卵胎生魚類カダヤシ、ソードティルフィッシュを用いた比較解析”, ユニークな少数派実験動物を扱う若手が最先端アプローチを勉強する会, 2016.08.
8. 荻野 由紀子, Functional and evolutionary analyses of androgen receptor gene in teleost fishes: Molecular basis of diversified sex characteristics development, 小型魚類研究会, 2016.08.
その他の優れた研究業績
2019.06, 第41回日本分子生物学会年会(MBSJ2018)にてワークショップ『発生・内分泌を中心とした成育疾患の基礎生物学』
のオーガナイザーをつとめた。.
学会活動
所属学会名
日本行動神経内分泌研究会
日本比較内分泌学会
日本生化学会
日本水産学会
日本分子生物学会
環境ホルモン学会
日本発生生物学会
日本動物学会
学協会役員等への就任
2018.05~2020.03, 環境ホルモン学会, 評議員.
2016.09~2019.09, 日本動物学会, 男女共同参画委員.
学会誌・雑誌・著書の編集への参加状況
2014.10~2018.09, Scientific Report, 国際, 編集委員.
研究資金
科学研究費補助金の採択状況(文部科学省、日本学術振興会)
2018年度~2020年度, 基盤研究(B), 分担, 魚類リポカリンタンパク質―性分化機構を中心とした機能の解明.
2019年度~2021年度, 基盤研究(C), 代表, アンドロゲン受容体の機能分化からみる多様な雄性形質発現の基本原理.
2015年度~2017年度, 基盤研究(B), 分担, 原点「ミネラルコルチコイドの普遍的機構」から俯瞰するステロイドホルモンの機能分化.
2015年度~2017年度, 基盤研究(B), 分担, 環境依存型性決定研究のモデル化とメカニズム解析.
2015年度~2017年度, 基盤研究(C), 代表, アンドロゲン応答形質の多様化と適応の分子生物学的基盤.
競争的資金(受託研究を含む)の採択状況
2018年度~2019年度, アステラス病態代謝研究会研究助成金, 代表, 二次性徴を決定付けるクロマチン動態の解明.
2017年度~2019年度, 内藤記念女性研究者研究助成金, 代表, 魚類を用いた二次性徴発現と個体認知・情動制御システムの解明.
学内資金・基金等への採択状況
2019年度~2019年度, 平成31年度研究補助者雇用支援(短期), 代表, アンドロゲンによる二次性徴発現機構の解明.

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