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味覚と消化機能の進化から紐解く果実食鳥類の求愛行動

Research Project

Project/Area Number 22KK0079
Research Category

Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 38:Agricultural chemistry and related fields
Research InstitutionMeiji University

Principal Investigator

戸田 安香  明治大学, 農学部, 特任講師 (10802978)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 石丸 喜朗  明治大学, 農学部, 専任教授 (10451840)
中北 智哉  明治大学, 農学部, 研究推進員 (40852786)
Project Period (FY) 2022-10-07 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥20,150,000 (Direct Cost: ¥15,500,000、Indirect Cost: ¥4,650,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2022: ¥13,130,000 (Direct Cost: ¥10,100,000、Indirect Cost: ¥3,030,000)
Keywords味覚 / 鳥類 / 進化 / 消化酵素
Outline of Research at the Start

当国際共同研究グループは、ハチドリや鳴禽類などの花蜜食鳥類を対象とした研究を行い、旨味受容体が糖受容能を新たに獲得し、これらの鳥類の繁栄に貢献してきた可能性を示した。本研究では、同じく糖を豊富に含む果実を主食とするマイコドリ科鳥類を対象とする。マイコドリは、オスのアクロバティックな求愛ダンスが性淘汰の例としてよく知られるが、高栄養価である果実を食糧源として利用できたことが、多くの運動量を要する求愛行動の進化を促したと考えられている。そこで、マイコドリの旨味受容体や腸管二糖分解酵素の機能を調べ、味覚や消化機能が果実食性獲得にどう貢献してきたかを明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

感覚受容のシステムは、生物が外界に適応し繁栄するために、長い年月をかけて進化してきた。これまで当国際共同研究グループは、花蜜食鳥類であるハチドリや鳴禽類を対象に研究を行い、旨味受容体が糖を受容する能力を新たに獲得したことで、これらの鳥類の繁栄に貢献してきたことを示した。
本研究では、同じく糖を豊富に含む果実を主食とするマイコドリ科鳥類を対象に解析を行う。マイコドリは、オスのアクロバティックな求愛ダンスが性淘汰の例としてよく知られるが、高栄養価である果実を食糧源として利用できたことが、多くの運動量を要する求愛行動の進化を促したと考えられている。そこで、今回新たに解読したマイコドリのゲノム配列を元に、旨味受容体や小腸二糖分解酵素の機能を調べ、味覚や消化機能が果実食性獲得にどう貢献してきたかを明らかにする。
本年度は、昨年度に作製した旨味受容体(T1R1及びT1R3)の培養細胞発現用プラスミドを用いて機能解析を行った。また祖先型受容体の配列推定と機能解析を行い、祖先での糖受容能の有無を明らかにした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

祖先型受容体の応答を検出することに成功し、糖受容能獲得のタイミングを明らかに出来た。

Strategy for Future Research Activity

キメラの機能解析により、糖受容能獲得の分子機構を解明する。消化酵素の機能との共進化の可能性を検証する。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 8 results) Book (4 results)

  • [Int'l Joint Research] マックスプランク研究所(ドイツ)

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  • [Int'l Joint Research] Max Planck Institute(ドイツ)

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  • [Journal Article] A single residue confers selective loss of sugar sensing in wrynecks2022

    • Author(s)
      Cramer Julia F.、Miller Eliot T.、Ko Meng-Ching、Liang Qiaoyi、Cockburn Glenn、Nakagita Tomoya、Cardinale Massimiliano、Fusani Leonida、Toda Yasuka、Baldwin Maude W.
    • Journal Title

      Current Biology

      Volume: 32 Issue: 19 Pages: 4270-4278.e5

    • DOI

      10.1016/j.cub.2022.07.059

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] T1R2-mediated sweet sensing in a lizard2022

    • Author(s)
      Liang Qiaoyi、Ko Meng-Ching、Ng Nathaniel S.R.、Reh Borja、Lee Jessica G.H.、Yamashita Atsuko、Nishihara Hidenori、Toda Yasuka、Baldwin Maude W.
    • Journal Title

      Current Biology

      Volume: 32 Issue: 23 Pages: R1302-R1303

    • DOI

      10.1016/j.cub.2022.10.061

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      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] T1R2-mediated sweet sensing in a lizard2023

    • Author(s)
      Qiaoyi Liang, Meng-Ching Ko, Nathaniel S.R. Ng, Borja Reh, Jessica G.H. Lee, Atsuko Yamashita, Hidenori Nishihara, Yasuka Toda, Maude W. Baldwin
    • Organizer
      European Chemoreception Research Organization (ECRO) 2023
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 脊椎動物における旨味・甘味の進化史2023

    • Author(s)
      戸田安香
    • Organizer
      藤原ナチュラルヒストリー振興財団 第15回シンポジウム
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    • Invited
  • [Presentation] 旨味・甘味感覚と食性2023

    • Author(s)
      戸田安香
    • Organizer
      センサ&IoTコンソーシアムセミナー
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    • Invited
  • [Presentation] 食科学でおいしさの起源を解明する2023

    • Author(s)
      戸田安香
    • Organizer
      第13回 科学の甲子園埼玉県大会 特別講演
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    • Invited
  • [Presentation] The Evolution of Umami and Sweet Taste Receptors in Vertebrates2023

    • Author(s)
      Yasuka Toda
    • Organizer
      2024 SMBE Regional Meeting in Taiwan: Evolutionary Genomics & Bioinformatics
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Umami perception in birds and mammals2022

    • Author(s)
      Yasuka Toda
    • Organizer
      NEURO2022
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Umami perception in birds and mammals2022

    • Author(s)
      Yasuka Toda
    • Organizer
      日本味と匂学会第56回大会
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    • Invited
  • [Presentation] 嗜好味受容体T1Rにおける新規レパートリーの発見と機能解明2022

    • Author(s)
      戸田安香、西原秀典、藏本多恵、蒲原功汰、後藤あず紗、星野杏子、岡田晋治、工樂樹洋、岡部正隆、石丸喜朗
    • Organizer
      日本農芸化学会2023年度大会
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  • [Presentation] 動物の食性と味覚の進化2022

    • Author(s)
      戸田安香
    • Organizer
      JT 生命誌研究館 生命誌レクチャー
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    • Invited
  • [Presentation] Evolution of the T1R receptors in vertebrates2022

    • Author(s)
      Yasuka Toda, Yoshiro Ishimaru
    • Organizer
      The 19th International Symposium on Molecular and Neural mechanisms of Taste and Olfactory Perception
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] 実験医学「脊椎動物における味覚受容体の進化と味覚情報伝達機構」2023

    • Author(s)
      戸田安香、石丸喜朗
    • Total Pages
      6
    • Publisher
      羊土社
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  • [Book] 祖先の甘味感覚獲得がもたらした鳴禽類の繁栄(Japanese Scientists in Science 2021)2022

    • Author(s)
      戸田安香、中北智哉、早川卓志、石丸喜朗、三坂巧、松村秀一
    • Total Pages
      1
    • Publisher
      アスカコーポレーション/American Association for the Advancement of Science(AAAS)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Book] 様々な脊椎動物における味覚受容体と食性の関連・魚類から鳥類,霊長類における食の進化戦略(化学と生物)2022

    • Author(s)
      戸田安香、石丸喜朗
    • Total Pages
      3
    • Publisher
      国際文献社
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Book] 脊椎動物における味覚の多様性とその遺伝的要因(科学)2022

    • Author(s)
      戸田安香、石丸喜朗、三坂巧
    • Total Pages
      5
    • Publisher
      岩波書店
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-10-11   Modified: 2024-12-25  

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