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The origin and mechanism of pheromone reception elucidated by novel vomeronasal receptor ancV1R

Research Project

Project/Area Number 20H03307
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 45030:Biodiversity and systematics-related
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

Nikaido Masato  東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (70432010)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 廣田 順二  東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (60405339)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥16,380,000 (Direct Cost: ¥12,600,000、Indirect Cost: ¥3,780,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
KeywordsancV1R / 脊椎動物 / 哺乳類 / 鋤鼻器官 / 進化 / V1R / フェロモン / フェロモン受容体
Outline of Research at the Start

本計画では、ancV1Rの機能に関わる研究と、ancV1Rを指標とした鋤鼻器官の起源に関する研究を並行して行なうことを予定しており、鋤鼻器官の起源に関しては3年間のうちに論文化を目指す。機能に関してはancV1R-KOマウスのリガンド応答性に関わる内容を論文化した後に、より詳細なタンパク質レベルでのシグナル伝達機構を明らかにすべくさらなる研究計画を展開していきたい。

Outline of Final Research Achievements

For organisms on Earth, the reproductive system is central for generating offspring and maintaining biodiversity. The vertebrate pheromone (vomeronasal) sensing plays a pivotal role in this reproductive system. In our previous study on coelacanth genome, we discovered a novel pheromone receptor gene “ancV1R”, shared by almost all vertebrates from ancient fish to terrestrial mammals. In this study, we explored the function and evolutionary origin of the pheromone (vomeronasal) sensing system in vertebrates 1. by elucidating the function of ancV1R using knockout mice, 2. by investigating the expression of ancV1R in the olfactory organ of ancient fish, and by conducting a more comprehensive search for V1R using genome informatics.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は哺乳類のフェロモン受容体V1R遺伝子群の中でも特に、ほぼ全ての脊椎動物が共有し、全ての鋤鼻神経細胞に発現する「ancV1R」について進化学的な解析をおこなった。その結果、ancV1Rが哺乳類の生殖行動に重要な働きをもつこと、そしてフェロモン受容に特化した鋤鼻器官の起源は肉鰭類の共通祖先まで遡ることを明らかにした。これは生物多様性の創出・維持の中心ともいえるフェロモン受容の機能と起源を理解する上で極めて重要な知見を与えたと言える。また将来的には、このancV1Rのリガンドを用いた家畜動物の繁殖管理といった産業応用についても十分に期待され、その社会的意義も大きいと考えられる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (51 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (12 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 12 results,  Open Access: 12 results) Presentation (39 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Type 1 vomeronasal receptor expression in juvenile and adult lungfish olfactory organ2023

    • Author(s)
      Nakamuta Shoko、Yamamoto Yoshio、Miyazaki Masao、Sakuma Atsuhiro、Nikaido Masato、Nakamuta Nobuaki
    • Journal Title

      Zoological Letters

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 6-6

    • DOI

      10.1186/s40851-023-00202-z

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  • [Journal Article] Plastic loss of motile cilia in the gills of Polypterus in response to high CO2 or terrestrial environments2023

    • Author(s)
      Kimura Yuki、Nakamuta Nobuaki、Nikaido Masato
    • Journal Title

      Ecology and Evolution

      Volume: 13 Issue: 4

    • DOI

      10.1002/ece3.9964

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  • [Journal Article] Type 1 vomeronasal receptors expressed in the olfactory organs of two African lungfish, Protopterus annectens and Protopterus amphibius2022

    • Author(s)
      Nakamuta Shoko、Yamamoto Yoshio、Miyazaki Masao、Sakuma Atsuhiro、Nikaido Masato、Nakamuta Nobuaki
    • Journal Title

      Journal of Comparative Neurology

      Volume: 531 Issue: 1 Pages: 116-131

    • DOI

      10.1002/cne.25416

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  • [Journal Article] SINEs as Credible Signs to Prove Common Ancestry in the Tree of Life: A Brief Review of Pioneering Case Studies in Retroposon Systematics2022

    • Author(s)
      Nikaido Masato、Nishihara Hidenori、Okada Norihiro
    • Journal Title

      Genes

      Volume: 13 Issue: 6 Pages: 989-989

    • DOI

      10.3390/genes13060989

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    • Author(s)
      Zhang Zicong、Sakuma Atsuhiro、Kuraku Shigehiro、Nikaido Masato
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 6455-6455

    • DOI

      10.1038/s41598-022-10428-0

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      Vu Trieu-Duc、Oshima Kenshiro、Matsumura Kenya、Iwasaki Yuki、Chiu Ming-Tzu、Nikaido Masato、Okada Norihiro
    • Journal Title

      BMC Genomics

      Volume: 22 Issue: S5 Pages: 920-920

    • DOI

      10.1186/s12864-022-08609-2

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    • Author(s)
      Sakuma Atsuhiro、Zhang Zicong、Suzuki Eri、Nagasawa Tatsuki、Nikaido Masato
    • Journal Title

      Zoological Letters

      Volume: 8 Issue: 1 Pages: 1-13

    • DOI

      10.1186/s40851-022-00189-z

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      Vu Trieu-Duc、Iwasaki Yuki、Oshima Kenshiro、Chiu Ming-Tzu、Nikaido Masato、Okada Norihiro
    • Journal Title

      Gene

      Volume: 784 Pages: 145601-145601

    • DOI

      10.1016/j.gene.2021.145601

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      Vu Trieu-Duc、Iwasaki Yuki、Oshima Kenshiro、Chiu Ming-Tzu、Nikaido Masato、Okada Norihiro
    • Journal Title

      Data in Brief

      Volume: 38 Pages: 107448-107448

    • DOI

      10.1016/j.dib.2021.107448

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      Zhou Yang、Shearwin-Whyatt Linda、Li Jing、Song Zhenzhen、Hayakawa Takashi、他
    • Journal Title

      Nature

      Volume: NA Issue: 7856 Pages: 756-762

    • DOI

      10.1038/s41586-020-03039-0

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  • [Journal Article] Inactivation of ancV1R as a Predictive Signature for the Loss of Vomeronasal System in Mammals2020

    • Author(s)
      Zhang Zicong、Nikaido Masato
    • Journal Title

      Genome Biology and Evolution

      Volume: 12 Issue: 6 Pages: 766-778

    • DOI

      10.1093/gbe/evaa082

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comparative genomic analyses illuminate the distinct evolution of megabats within Chiroptera.2020

    • Author(s)
      Nikaido M, Kondo S, Zhang Z, Wu J, Nishihara H, Niimura Y, Suzuki S, Touhara K, Suzuki Y, Noguchi H, Minakuchi Y, Toyoda A, Fujiyama A, Sugano S, Yoneda M, Kai C
    • Journal Title

      DNA Res

      Volume: 27 Issue: 4

    • DOI

      10.1093/dnares/dsaa021

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      伊藤隆晃, 長澤竜樹, 二階堂雅人
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      伊藤隆晃, 西浦賀乃子, 木村優希, 中牟田信明, 長澤竜樹, 二階堂雅人
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      伊藤隆晃, 西浦賀乃子, 木村優希, 中牟田信明, 長澤竜樹,二階堂雅人
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      黒瀬成美, 田中亮輔, 小林沙織, 重谷安代, 岡部正隆, 長澤竜樹, 二階堂雅人
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      Kimura, Y., Nakamuta, N., Kanda, S., Hyodo, S. and Nikaido, M.
    • Organizer
      The 2nd AsiaEvo Conference
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      木村優希, 中牟田信明, 神田真司, 兵藤晋, 二階堂雅人
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      令和3年度文部科学省 科学研究費 新学術領域研究「学術研究支援基盤形成」生命科学4プラットフォーム成果シンポジウム
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      芦宣頤,畑島諒,長澤竜樹,二階堂雅人
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      佐久間敦丈,二階堂雅人
    • Organizer
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      二階堂雅人
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      第7回 ケモビ研究会
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      木村優希、二階堂雅人
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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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