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Museomics-based Study of The Evolutionary Dynamics of Gastropods

Research Project

Project/Area Number 19K12424
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 64040:Social-ecological systems-related
Research InstitutionWakayama National College of Technology

Principal Investigator

スティアマルガ デフィン  和歌山工業高等専門学校, 生物応用化学科, 准教授 (50625259)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 佐々木 猛智  東京大学, 総合研究博物館, 准教授 (70313195)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords分子系統 / 生物多様性 / 博物館標本 / DNAバーコーディング / ミューゼオミックス / 環境変動 / ミトゲノム / 貝殻 / ビッグデータ / ミトコンドリアゲノム / フィールドワーク / 貝殻標本 / 次世代シーケンサー / 多様性変動
Outline of Research at the Start

6万5千種以上含む腹足類(巻貝や傘貝)の多様性進化の全体像は未だ把握されていないが、この分類群は古くから自然史研究の対象であるため博物館収蔵標本が全世界に多数ある。
本研究では、多数の腹足類の博物館標本からミトコンドリアゲノム全長配列(ミトゲノム)及び18S・28s rDNA全長配列の決定に加えて、新規ミトゲノム断片配列や公開済みの断片配列情報や、有用な化石・地質学的情報を入手する。次いで、得られるビッグデータを分析し、腹足類の多様性進化パターンと環境変動との関連を解明する。また、本研究の副産物としては、博物館収蔵標本のDNA実験への活用技術や環境モニタリングの基礎的技術の提供も期待出来る。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、次世代シーケンサーで多数の腹足類の博物館標本からミトコンドリアゲノム全長配列(ミトゲノム)及び18S-rRNA・28srDNA全長配列の決定に加え、それらから有用な部分遺伝子の断片配列マーカーの開発をする。得られたマーカーを更に軟体部や貝殻の博物館収蔵標本のDNA実験に活用をする。最大目標としては、大量なDNA情報や化石・地質学的情報を含むビッグデータセットで腹足類の大系統の解析を行い、腹足類の多様性変動のパターンと地史に起きた環境変動との関連を解明する。
1~2年目の目標には:(1) 博物館標本やフィールドワークからのサンプル採取;(2)一部のサンプルの次世代シーケンサーによるミトゲノム全長配列決定である。目標(1)については、東京大学博物館からのサンプル採取や、インドネシアや日本でのフィールドワークで、ほぼ達成できたと言える。目標(2)については、プロトコルの再確認実験がうまく行ったものの、コロナ禍の影響で実際に決定したサンプル数はまだ1サンプルのみである。この成果について論文報告をして、R3年度の4月ごろに3本の論文が出版された。さらには、手法の確認など派生的な実験の一部からも成果が出ており、それらの論文発表・学会発表も行った。
その後2年目以降には、得られた残りのサンプルの約半分(約800サンプル)のgDNAの抽出が終わったが、コロナ禍の影響でミトゲノム全長配列決定までは全く進んでいない。しかし、本研究にはDNA配列の情報が必要であるため、本研究で開発したプライマーも含むそれらのサンプルの3ー6遺伝子マーカーの部分配列のデータ採取を進めている。従って、2年目から開始する予定の実験(軟体部からのDNAの断片配列の獲得)が順調に進んでいると言える。その1部の結果を学会の査読付きプロシーディングス論文に報告した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

本研究が遅れている最大の理由としては、非常事態宣言の繰り返しや、コロナ禍の影響による生産トラブルにより、試薬など消耗品の調達遅延や、受託サービスが受け付けられないなど、当初予定していた研究訪問や実験の実施が大幅に遅れたか中止となった。

Strategy for Future Research Activity

コロナ禍で現段階できることとしては、断片配列情報決定の遂行を継続し、完了させる。他方、ミトコンドリアゲノム全長配列の決定については、妥当かつ手に届くような価格での外注も、データ入手の対策の一つになる。このことによって、コロナ禍によって遅れてしまった分の巻き返しができると見据えている。
更に、50種程度のトランスクリプトーム解析も行う予定である。得られるデータにはミトゲノムデータだけではなく、核遺伝子のデータも含まれるため、これらのデータを解析に入れると最終目標である多様性変動の解析のより頑健な結果が期待できる。これらの解析については、受託サービスか、ゲノム支援制度に申請して、データの作成に協力を得たいと考えている。
ミトゲノム全長配列情報の利用ができなくとも、断片配列を用いる腹足類の多様性変動と環境変動との関連についての解析がある程度できると考えているため、研究の最終目標の達成ができるように計画を立てている。

Report

(3 results)
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report

Research Products

(26 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (12 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 9 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 7 results)

  • [Journal Article] Molecular phylogeny of Nipponacmea (Patellogastropoda: Lottiidae) from Japan: Reevaluation of species taxonomy and morphological diagnosis.2022

    • Author(s)
      Teruya, S., Setiamarga, D. H. E., Nakano, T., and Sasaki, T.
    • Journal Title

      ZooKeys

      Volume: 1087 Pages: 163-198

    • DOI

      10.3897/zookeys.1087.78193

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Microstructural and genetic insights into the formation of the ‘winter diffusion layer’ in Japanese pearl oyster Pinctada fucata and its relation to environment temperature changes2022

    • Author(s)
      Sato K, Setiamarga DHE, Yonemitsu H, Higuchi K.
    • Journal Title

      Frontiers in Ecology and Evolution

      Volume: 10.3389 Pages: 1-13

    • DOI

      10.3389/fevo.2022.794287

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Hydrophilic shell matrix proteins of Nautilus pompilius and the identification of a core set of conchiferan domains2021

    • Author(s)
      Setiamarga, D. H. E., Hirota, K., Yoshida, M., Takeda, Y., Kito, K., Shimizu, K., Isowa, Y., Ikeo, K., Sasaki, T. and Endo, K.
    • Journal Title

      Genes

      Volume: 12:1925 Pages: 1-16

    • DOI

      10.3390/genes12121925

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Reassessing the usefulness of the mitochondrial 12S-rRNA gene for the DNA barcoding of shelled gastropods using museum specimens.2021

    • Author(s)
      Fukunaga N, Shimizu M, Teruya S, bt Razali NN, Nakashima S, Tomobuchi N, Sasaki T, Setiamarga DHE
    • Journal Title

      E3S Web of Conferences

      Volume: 322 Pages: 01028-01028

    • DOI

      10.1051/e3sconf/202132201028

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      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The full mitochondrial genome sequence of the greater argonaut Argonauta argo (Cephalopoda, Argonautoidea) and its phylogenetic position in Octopodiformes2021

    • Author(s)
      Hirota Kazuki、Yoshida Masa-aki、Itoh Takehiko、Toyoda Atsushi、Setiamarga Davin H. E.
    • Journal Title

      Mitochondrial DNA Part B

      Volume: 6 Pages: 1451-1453

    • DOI

      10.1080/23802359.2021.1911710

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      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The first complete mitochondrial genome of the Northern Pacific deep-sea goniasterid sea star Ceramaster japonicus (Sladen, 1889) determined using NGS-based shotgun sequencing2021

    • Author(s)
      Yamamoto Masaki、Hiruta Shimpei F.、Arai Mikihito、Shimizu Moe、Mah Christopher L.、Fujita Toshihiko、Setiamarga Davin H. E.
    • Journal Title

      Mitochondrial DNA Part B

      Volume: 6 Pages: 1406-1408

    • DOI

      10.1080/23802359.2021.1911706

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] ミトコンドリア由来12S-rRNA遺伝子を用いた有殻腹足類の博物館標本のDNAバーコーディング2020

    • Author(s)
      中島理子, 中路 渚, Tu DV, 佐々木猛智, Setiamarga Davin H. E.
    • Journal Title

      日本海洋工学会・日本船舶, 海洋工学会第28回海洋工学シンポジウム論文集

      Volume: OES28-0027 Pages: 1-6

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      2020 Research-status Report
  • [Journal Article] 海棲動物液浸標本の博物館保存科学:アサリの液浸標本の生化学的組成変化を例に2020

    • Author(s)
      西本真琴, 大原珠海+, 山本真生+, 佐々木猛智, Setiamarga Davin H. E.
    • Journal Title

      日本海洋工学会・日本船舶, 海洋工学会第28回海洋工学シンポジウム論文集

      Volume: OES28-0045 Pages: 1-4

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Journal Article] Hydrophilic Shell Matrix Proteins ofNautilus pompiliusand The Identification of a Core Set of Conchiferan Domains2020

    • Author(s)
      Setiamarga Davin H. E.、Hirota Kazuki、Yoshida Masa-aki、Takeda Yusuke、Kito Keiji、Shimizu Keisuke、Isowa Yukinobu、Ikeo Kazuho、Sasaki Takenori、Endo Kazuyoshi
    • Journal Title

      bioRxiv Preprint Server

      Volume: 2020.11.14.382804 Pages: 1-43

    • DOI

      10.1101/2020.11.14.382804

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Huhn M, Madduppa HM, Khair M, Sabrian A, Irawati Y, Anggraini NP, Wilkinson SP, Simpson T, Iwasaki K†, Setiamarga DHE, Dias PJ2020

    • Author(s)
      Keeping up with introduced marine species at a remote biodiversity hotspot: awareness, training and collaboration across different sectors is key.
    • Journal Title

      Biological Invasions

      Volume: 22 Pages: 749-771

    • DOI

      10.1007/s10530-019-02126-2

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      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular phylogeny of protobranch bivalves and systematic implications of their shell microstructure2020

    • Author(s)
      Sato Kei、Kano Yasunori、Setiamarga Davin H. E.、Watanabe Hiromi K.、Sasaki Takenori
    • Journal Title

      Zoologica Scripta

      Volume: zsc1249 Pages: 1-15

    • DOI

      10.1111/zsc.12419

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      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] DNA Barcoding study of shelled Gastropods in the intertidal rocky coasts of Central Wakayama Prefecture, Japan, using two gene markers2019

    • Author(s)
      Setiamarga DHE, Nakaji N, Iwamoto S, Teruya S, Sasaki T
    • Journal Title

      International Journal of GEOMATE

      Volume: 17 Pages: 9-16

    • DOI

      10.21660/2019.62.4521

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      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 複数の遺伝子マーカーによるベトナムにおける食用腹足類のDNAバーコーディング2021

    • Author(s)
      清水 萌,中島理子, Tu DV, 佐々木猛智, Setiamarga DHE
    • Organizer
      令和03年度日本水産学会大会春季大会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] DNAバーコーディング法によるインドネシアのバンダ諸島に棲息する海棲無脊椎動物の外来種調査2021

    • Author(s)
      山本真生, Madduppa HM, 岩崎和真, Huhn M, Dias PJ, Setiamarga DHE
    • Organizer
      令和03年度日本水産学会大会春季大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ミトコンドリア由来12S-rRNA遺伝子を用いた有殻腹足類の博物館標本のDNAバーコーディング2020

    • Author(s)
      中島理子, 中路 渚, Tu DV, 佐々木猛智, Setiamarga DHE
    • Organizer
      日本海洋工学会・日本船舶, 海洋工学会第28回海洋工学シンポジウム
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 海棲動物液浸標本の博物館保存科学:アサリの液浸標本の生化学的組成変化を例に2020

    • Author(s)
      西本真琴, 大原珠海+, 山本真生+, 佐々木猛智, Setiamarga DHE
    • Organizer
      日本海洋工学会・日本船舶, 海洋工学会第28回海洋工学シンポジウム
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] DNA-based Studies in Natural History Research of Marine Biodiversity2020

    • Author(s)
      Setiamarga DHE
    • Organizer
      International Conference on the Ocean and Earth Sciences (ICOES) 2020
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      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] DNA-based Studies in Natural History Research of Marine Biodiversity2020

    • Author(s)
      Setiamarga DHE
    • Organizer
      5th International Biology Conference (IBOC) 2020: Ecofarming, Ecotourism & Green Management for Sustainability of Natural Resources
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      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] OMICS in Marine Sciences (Aplikasi OMICS untuk Kelautan) : The Evolution of Conchifera shell matrix proteins as suggested by comparative proteomics and transcriptomics2020

    • Author(s)
      Setiamarga DHE
    • Organizer
      Lecture Series SITH-ITB (School of Life Sciences and Technology, Bandung Institute of Technology)
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      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Discovering biodiversity through genetic approach for conservation and sustainable utilization2020

    • Author(s)
      Setiamarga DHE
    • Organizer
      WORLD CLASS PROFESSOR of Universitas Diponegoro Lecture. Organizer: Department of Marine Science, Faculty of Fisheries and Marine Sciences, Universitas Diponegoro, Semarang, Indonesia
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      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] The Evolution of Conchifera shell matrix proteins as suggested by comparative proteomics and transcriptomics2020

    • Author(s)
      Setiamarga DHE
    • Organizer
      OceanogenTalk 02, Organizers: (1) Department of Marine Science and Technology, Faculty of Fisheries and Marine Sciences, IPB University, Bogor, Indonesia; (2) インドネシア若手学者学術会議(ALMI)
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      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] ミトゲノム由来遺伝子COI 及び 12SrRNA による日本棲息スガイ(L. coreensis)の分子系統地理学的解析2019

    • Author(s)
      中島理子, 照屋清之介, 佐々木猛智, Setiamarga DHE
    • Organizer
      日本動物分類学会第 55 回小田原大会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] アサリを液浸標本モデルに用いた保存化学:生化学的組成調査2019

    • Author(s)
      西本真琴, 大原珠海, 山本真生, Setiamarga DHE
    • Organizer
      日本動物分類学会第 55 回小田原大会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] DNA Barcoding study on intertidal shelled Gastropods from Nada Coast in Wakayama Prefecture, Japan, using the nuclear 28S-rRNA gene and the mitochondrial COI gene2019

    • Author(s)
      Nakaji N, Iwamoto S, Teruya S, Teramoto S, Sasaki T, Setiamarga DHE
    • Organizer
      日本動物分類学会第 55 回小田原大会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Natural History Research on Biodiversity Using Molecular Biology And Genomic Approaches.2019

    • Author(s)
      Setiamarga DHE
    • Organizer
      The 2019 International Conference on Biotechnology and Life Sciences (IC-BIOLIS 2019): "Biotechnology in The Era of 4th Industrial Revolution"
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      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Accelerating the development of Indonesia's frontier, outermost, and least developed regions for a more prosperous society: From the point of view of basic research and education for science and technology2019

    • Author(s)
      Setiamarga DHE
    • Organizer
      Annual Scientific Symposium of Indonesian Collegians in Japan 2019(ASSIGN 2019)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2022-12-28  

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