Organization
Graduate School of Science Professor
Graduate School
Graduate School of Science
Undergraduate School
School of Science Department of Biological Science
Title
Professor
TANAKA Minoru
Degree 1
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理学博士 （ 1989.3 名古屋大学 ）
Research Interests 1
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生殖 生殖細胞 性決定 性分化 内分泌 発生
Research Areas 4
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Life Science / Morphology and anatomical structure / ovary, testis, gonad, germ cells, steroidogenic cells
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Life Science / Developmental biology / development of germ cells, gametogenesis, sex determination, cell fate decision
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Life Science / Animal life science / medaka, sex determination, sex reversal, endocrinology
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Life Science / Molecular biology / sex determination gene, chromosome structure, meiosis
Education 1
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Nagoya University Graduate School, Division of Natural Science
- 1989.3
Country： Japan
Professional Memberships 4
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日本動物学会
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Society of Study of Reproduction
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日本発生学会
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日本分子生物学会
Awards 2
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2020.9 日本動物学会 メダカを用いた生殖細胞と性決定の研究
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文部科学大臣表彰 科学技術賞
2011.4 文部科学省 メダカを用いた新たな生殖細胞研究
Papers 62
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Sexually dimorphic dynamics of the microtubule network in medaka (Oryzias latipes) germ cells. Invited Reviewed
Kikuchi, M., Yoshimoto, M., Ishikawa, T., Kanda, Y., Kazutoshi, M., Nishimura, T. and Tanaka, M.
Development Vol. 151 2024.3
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Ran-GTP assembles a specialized spindle structure for accurate chromosome segregation in medaka early embryos. Reviewed International coauthorship
Kiyomitsu, A., Nishimura, T., Hwang, S.J., Ansai, S., Kanemaki, M. T., Tanaka, M. and Kiyomitsu, T.
Nature Communications Vol. 15 2024.2
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Germ Cell Development and Sex Differentiation
Tanaka, M; Hayashi, K
SEXUAL DEVELOPMENT Vol. 16 ( 5-6 ) page： 303 - 304 2023.7
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Nishimura, T; Tanaka, M
SEXUAL DEVELOPMENT Vol. 16 ( 4 ) page： 283 - 288 2023.2
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Nishimura, T; Tanaka, M
ZOOLOGICAL SCIENCE Vol. 39 ( 3 ) page： 286 - 292 2022.6
Books 12
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Spectrum of Sex Reviewed International journal
Tanaka M. and Tachibana, M.（ Role： Joint editor）
Springer 2022.11 （ ISBN:978-981-19-5358-3 ）
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「遺伝子から解き明かす性の不思議な世界」- 科学が明らかにした多様性と進化の仕組み International journal
田中実（ Role： Compilator）
一色出版 2019.2 （ ISBN:978-4-909383-06-8 ）
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「発生生物学(Developmental Biology) 第10版」性決定 Reviewed
田中実（ Role： Sole translator）
メディカル・サイエンス・インターナショナル 2015
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Observation of Medaka Larval Gonads by Immunohistochemistry Reviewed
Nishimura, T. and Tanaka, M.（ Role： Joint author）
Springer Protocols, Humana Press 2021 （ ISBN:978-1-0716-0969-9 ）
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動物の事典 Reviewed
田中実（ Role： Contributor , 第７章２「生殖細胞の発生」）
朝倉書店 2020.11 （ ISBN:978-4-254-17166-2 ）
Presentations 29
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Molecular mechanisms that make germ cells eggs in the teleost fish, medaka (Oryzias latipes) Invited International conference
TANAKA M.
2nd ISOCCE 2023.10.23
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卵形成コミットの分子機構から見えてくる卵の特徴 Invited
田中実
日本遺伝学会第95回大会 2023.9.6 日本遺伝学会
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MOLECULAR MODULES THAT CREATE EGGS AFTER SEX DETERMINATION OF GERM CELLS Invited
Tanaka, M.
30th CECE & 9th ISFE 2022.9.5 International Society of Fish Endocrinology, Europian Society of Comparative Endocrinology
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Virtual Sex Determination Symposium of Vertebrates Invited International coauthorship
Minoru Tanaka
Virtual Sex Determination Symposium of Vertebrates 2021.10.4 Virtual Sex Determination Symposium of Vertebrates
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Sex around Germ Cells - based on the studies using the teleost fish, medaka Invited International conference
Minoru Tanaka
Annual Scientific Meeting of the Korean Korean Androgen Research 2021.8.28 Korean Korean Androgen Research
Research Project for Joint Research, Competitive Funding, etc. 3
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近縁種免疫不全成魚へのクロマグロ生殖幹細胞移植による早期配偶子産生
2020.1 - 2025.3
A-STEP 研究成果展開事業 研究成果最適展開支援プログラム（A-STEP） 産学共同 本格型
Authorship：Coinvestigator(s) Grant type：Competitive
Grant amount：\2925000 （ Direct Cost: \2250000 、 Indirect Cost：\675000 ）
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早期精子形成・雌雄同体化技術を用いた養殖魚の革新的育種法の開発
2017.4 - 2019.3
農林水産業・食品産業科学技術研究推進事業
Grant type：Competitive
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養殖魚品質改良期間の劇的な短縮を実現する革新的早期精子形成技術の開発
2014.4 - 2016.3
農林水産業・食品産業科学技術研究推進事業
Grant type：Competitive
KAKENHI (Grants-in-Aid for Scientific Research) 7
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Grant number：22K18365 2022.6 - 2025.3
JSPS 科学研究費助成事業 挑戦的研究(開拓)
田中 実
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
Grant amount：\26000000 （ Direct Cost: \20000000 、 Indirect Cost：\6000000 ）
代表研究者はメダカ生殖細胞の性決定研究においてメス特有の減数分裂機構が存在することを発見し(Science 2015, PNAS 2020)、染色体高次構造を作り出すコヒーシン（REC8）が関わることを見出した。コヒーシンの量的あるいは質的な性差が染色体高次構造を変え、組換えランドスケープの性差をもたらすと考えられたことから、減数分裂動態が解析可能なイメージング手法の開発を行い、Rec8 や他の変異体と組み合わせて減数分裂染色体構造を解析し、減数分裂の性差をもたらす分子機構を明らかにする。
申請者はメダカ生殖細胞の性決定研究においてメス特有の減数分裂機構が存在することを発見し(Science 2015, PNAS 2020)、染色体高次構造を作り出すコヒーシン（REC8）が関わることを見出した。メダカには２つのrec8 遺伝子（rec8a, rec8b）が存在し、rec8a変異体はメスでのみ減数分裂が停止することから、コヒーシンの量的あるいは質的な性差が染色体高次構造を変え、組換えランドスケープの性差をもたらすと考えた。
減数分裂の性差は、染色体あたりの組換えの数や位置（組換えランドスケープ）の差として認められ、その組換えランドスケープは以下に述べる減数分裂染色体の「高次構造」と「核内動態」を基盤として形成される。本研究ではこの高次構造と核内動態に着目して解析を行う。
本研究では、高輝度高解像度のライブイメージング手法と条件的タンパク質分解法を確立し、独自の変異体を用いた核内動態解析と超解像度顕微鏡による染色体構造解析を行い、組換えランドスケープの性差をもたらす分子機構を明らかにする。
相同染色体軸を構成するタンパク質 SCYP3 と EGFP とを融合させた遺伝子をメダカの SCYP3 遺伝子の制御領域に組み込んだコンストラクトを作製し、メダカに導入してトランスジェニックメダカSYCP3_EGFP 系統を確立した。そこでSYCP3_EGFP 系統を用いて、減数分裂期の染色体動態の可視化を試みた。
この系統とスピニングディスク共焦点レーザー顕微鏡を用いて最終的に数分にわたる減数分裂前期相同染色体動態のイメージングに成功した。減数分裂前期は相同染色体の形成過程でレプトテンやザイゴテン、パキテンなどに分けられるが、以前のマウスの報告とは異なる時期、パキテン期にメダカの相同染色体は大きな回転運動を行うことが示された。
また AID を用いた特定タンパク質の誘導的分解がメダカの生殖細胞でも適応できるかの検討を行なった。AID をターゲットとした分解を媒介するTIR と、AID でタグ付した EGFP のRNA をメダカ受精卵にマイクロインジェクションし、分解誘導物質オーキシンアナログの存在、非存在下で生殖細胞でのEGFP蛍光強度を調べた。オーキシンアナログを加えた場合インジェクションRNAから翻訳されたEGFP蛍光は加えない時よりも明らかに減弱していた。
また組換えランドスケープを調べるために、組換えマーカーMLH1に対する抗体、雌雄の生殖細胞で発現の異なるRec8a/bに対する抗体の作製を行なった。Rec8a/bのそれぞれに対する特異抗体を得ることには成功した。
特定タンパク質をAIDにより誘導分解するシステムはメダカ でも可能との予備結果が得られたが、これはRNAから翻訳されたタンパク質での結果である。トランスジェニックメダカも用いて、de novo でタンパク質が発現した時の詳細なデータの取得を引き続き行う。
減数分裂前期の相同染色体動態の解析に成功し、他の動物では報告のない知見も得ることができた。今後はこの培養時間とイメージ取得時間を長くすることを試みる。パキテン以前の染色体動体がどうであるのかの解析も推し進める。そしてこの動きに性差があった場合、terb１や rec8 などのその他の減数分裂因子変異体によっても動態や組換えランドスケープの性差が影響を受けるのかを解析する。また組換えランドスケープを解析するための抗体作製をおこなう。
また動態とは別にrec8a/bなどの減数分裂因子変異体の相同染色体軸長や組換え位置や個数の性差を調べ、これらのどの要素が減数分裂生さと繋がるのかを明らかにしていく。 -
Studies on sexual dimorphism of chromosome and nucleolus dynamics in germ cells
Grant number：18KK0200 2018.10 - 2022.3
Grants-in-Aid for Scientific Research Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
Nishimura Toshiya
Authorship：Coinvestigator(s)
The goal of the project was to reveal how chromosome and nucleolus dynamics differ between male and female germ cells and the mechanism behind the sexual dimorphism. To achieve the goal, live imaging of medaka germ cells was established in collaboration with Dr. Huynh in the College de France, who has pioneered live imaging technique using Drosophila germ cells. By culturing testes in a microfluidic device during live imaging with a spinning disc confocal laser microscopy, we successfully monitored medaka germ cells for more than 24 hours at a high resolution. We also generated transgenic medaka in which synaptonemal complex, a protein structure forms between homologous chromosomes during meiotic prophase, was able to be visualized by EGFP, which allows monitoring the dynamics of chromosome by live imaging.
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Spectrum of the sex and the sex reversal by gonads
Grant number：17H06430 2017.6 - 2022.3
Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
TANAKA MINORU
Authorship：Principal investigator
Grant amount：\144560000 （ Direct Cost: \111200000 、 Indirect Cost：\33360000 ）
Starve treatment after hatching makes XX female medaka functional male. We revealed that the starvation causes a decrease of lipogenesis via a reduced activity of a CoA-producing pathway. The reduction of lipogenesis then leads to repression of dmrt1 expression that is a critical gene for testis development. This result is the first mechanistic demonstration that genetically determined vertebrate is affected by the change of metabolism induced by environment.
We also found genetic regulation on the spectrum of germ cell sex. After expression of germ cell sexual switch gene, foxl3, in germline stem cells, germ cells initiate oogenesis. However, germ cells remains feasible in sexual state and could develop into spermatogenesis. We found that feminization of germ cells establishes by pachytene stage. The mechanism underlying this spectrum demonstrates flexible sex that organisms originally possess and may ensure the base for creation of naturally sex reversed organism during evolution. -
Administration of sex spectrum research
Grant number：17H06423 2017.6 - 2022.3
Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
Tachibana Makoto
Authorship：Coinvestigator(s) Grant type：Competitive
Grant amount：\1300000 （ Direct Cost: \1000000 、 Indirect Cost：\300000 ）
The number of original papers by internal collaboration was only 3 at the time of the mid-term evaluation in 2019, but as of May 2022, it has increased dramatically to 21. A technical seminar on Single cell RNA-seq, DamID-seq, and ChIP-seq technology was held at the young researchers meeting. A technical seminar on metabolome analysis and CUT&RUN technology was held at the area meeting. In terms of research resource support, Tachibana and Takada produced mutant mice, and Okubo produced mutant killifish. The support provided by these administrative group activities has brought about a dramatic increase in internal collaboration.
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Study of the onset of gametogenesis at the beginning of puberty
Grant number：16H02514 2016.4 - 2020.3
Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
TANAKA MINORU
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
Grant amount：\42770000 （ Direct Cost: \32900000 、 Indirect Cost：\9870000 ）
A series of studies have successfully revealed the presence of factors that regulate initiation of spermatogenesis at the timing of secondary sex characteristics. These include lhx8b and figla, which have been recognized as folliculogenic factors in mammals, and fbxo47, a component of ubiquitin ligase complex, and function downstream of sexual switch gene of germ cells, foxl3. Loss of these factors allowed spermatogenesis before onset of secondary sex characteristics. Regulations of chromosomal structures and membrane trafficking are involved in this mechanism. In addition, we are getting evidences that these factors are under control of somatic signal downstream of dmrt1.
The initiation of gametogenesis has been studied in terms of endocrinological regulation in the brain. However, these studies, for the first time, reveal that the initiation of spermatogenesis is associated with the mechanism of sex differentiation in the gonad.
Industrial property rights 1
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ゲノム編集技術
西村俊哉、田中実
Teaching Experience (On-campus) 7
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発生学
2021
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発生学Ib
2021
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基礎遺伝学III
2021
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形態統御学講究２
2021
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形態統御学特論２
2021
Teaching Experience (Off-campus) 5
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集中講義
2015.4 - 2016.3 （Kyushu University）
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集中講義
2014.4 - 2015.3 （Kyoto University）
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集中講義
2012.4 - 2013.3 （Hokkaido University）
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農学研究科セミナー
2008.4 - 2009.3 （大学連合農学研究科セミナー（宮崎大学、鹿児島大学、琉球大学、佐賀大学））
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生物科学特別講義
2007.4 - 2008.3 （The University of Tokyo）
Social Contribution 3
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メダカの話
Role(s)：Appearance, Demonstrator
名古屋大学 名古屋大学サイエンストーク 2022.11
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ジェンダーのもとにあるもの - 人間も生物である
Role(s)：Lecturer
名古屋大学ジェンダーリサーチライブラリー 科学におけるジェンダーの視点 2022.1
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特別授業
Role(s)：Lecturer
岡崎市立竜美丘小学校 2009
Media Coverage 7
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メダカ飢餓状態で雌→雄に Newspaper, magazine
毎日新聞 毎日新聞 １７面 2022.4
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メダカの性別は水温で決まるの？ Newspaper, magazine
朝日新聞 朝日新聞 2021.11
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卵だけ作り出す仕組み発見 Newspaper, magazine
日経産業新聞 日経産業新聞 6面 2020.7
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卵を作るメダカのスイッチ Newspaper, magazine
朝日新聞 朝日新聞 ７面 2020.5
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飢えたメダカ、オスに変身 Newspaper, magazine
朝日新聞 朝日新聞 ９面 2020.4
Academic Activities 1
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Virtual Sex Determination Symposium of Vertebrates International contribution
Role(s)：Planning, management, etc., Panel moderator, session chair, etc., Review, evaluation
2021.10