| Project/Area Number |
20J21760
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 45020:Evolutionary biology-related
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| Research Institution | The Graduate University for Advanced Studies |
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Principal Investigator |
坂本 貴洋 総合研究大学院大学, 先導科学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2022: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2021: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | 集団遺伝学 / 種分化 / 局所適応 / 性染色体 / 表現型可塑性 / 数理モデル / 確率過程 / マラーのラチェット / 性選択 |
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| Outline of Research at the Start |
1つの種が複数の種が分かれる種分化の過程で、DNA配列がどのように変化するのかを、数理モデルによって明らかにする。現在、さまざまな種のDNA配列が解析され、種分化の過程の解明が試みられている。しかし、種分化過程の違いによって、DNA配列上に残される痕跡がどのように異なるのかは十分に分かっておらず、このことは種分化過程の推定を妨げてきた。種分化過程とDNA上の痕跡の関係を理論的に明らかにし、この問題を解決したい。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、1つの種が複数の種に分かれるプロセスである種分化に注目し、DNA配列がどのように変化することで種分化が起きるのか、数理モデルを用いて明らかにすることを目的とした。まず、種分化の際に重要な自然選択と性選択を同時に受ける形質(magic trait)に注目し、その進化のプロセスを数学的な解析とシミュレーションにより明らかにした。
次に、種分化への寄与が示唆されている性染色体の進化に注目した。性染色体進化の初期段階にある魚類や両生類などの分類群では、しばしば近縁種間で性決定遺伝子や性染色体が異なっており、性決定遺伝子が遷移している。しかし、このような遷移がいつ可能で、どのような痕跡をゲノム上に残すかは分かっていなかった。そこで、遷移のメカニズムの一つとして有力視されている性拮抗選択(sexually antagonistic selection)に注目し、新しい性決定遺伝子への遷移の確率が自然選択のパラメータにどのように依存するのかを調べた。また、遷移後に残るDNA上の多型のパターンについても調べた。また、性染色体の後期段階に注目した研究も行った。進化の後期段階にあるY染色体では、組み換えが起こらず、他の染色体より有害変異を溜めこみやすい。しかし、近年のゲノム解析により、Y染色体では遺伝子重複が多数起きており、遺伝子変換と呼ばれる重複遺伝子間のDNAのやりとりが頻繁に起こっていることが分かってきた。そこで、遺伝子変換を取り入れたモデルを構築し、これがY染色体上の有害変異の蓄積にどう影響するのかを調べた。
また、表現型可塑性の進化に注目した研究を行った。表現型可塑性によって複数の環境へ適応した集団が、それぞれの局所環境に専門化すれば、種分化につながる。その初期段階として、不連続な表現型可塑性がどのように進化するのかについて、シミュレーションを用いて調べた。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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