2012 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Genetic bases for the evolution of complex adaptive traits |
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| Project/Area Number |
22128005
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
藤原 晴彦 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (40183933)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀 寛 名古屋大学, 学内共同利用施設等, 名誉教授 (60116663)
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| Project Period (FY) |
2010-06-23 – 2015-03-31
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| Keywords | 擬態 / 紋様形成 / 昆虫 / 進化 / 制御遺伝子 |
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| Research Abstract |
体表の紋様や体色によって捕食者を攪乱する擬態は広範な生物種に認められるが、その形成メカニズムはほとんどわかっていない。鱗翅目昆虫の4つの擬態紋様システム（①アゲハ科幼虫の斑紋形成・切替えと食草適応、②アゲハ蛹体色の環境応答的変化、③シロオビアゲハのベイツ型擬態、④カイコ幼虫斑紋変異系統）に着目し、次世代ゲノム解析技術と分子遺伝学的な手法を組み合わせ、擬態の責任遺伝子と制御機構、さらには擬態の成立・進化機構を明らかにすることを目的として下記の成果を得た。
（１）アゲハゲノムの解読：東京工大の伊藤博士らとの共同研究により、シロオビアゲハのゲノムに関してはScaffoldN50のレベルで1Mbを越え、十分に精度の高いゲノム配列が得られた。
（２）アゲハ幼虫斑紋切替え機構の解明：４齢初期の表皮のRNA-seqにより、5齢幼虫時の眼状紋と腹部紋様が2種類の異なる転写因子によって制御されること、さらにRNAiによる機能解析によって、これらの遺伝子が紋様切替えにおいてJH制御下の上位因子であることが明らかとなった。
（３）シロオビアゲハのベイツ型擬態遺伝子の解明： H座責任領域近傍内の長ヘテロ領域内の遺伝子構造を明らかにした。
（４）カイコ紋様形成変異体の責任遺伝子の解明：褐円（L）と同様の形質を示すms遺伝子の遺伝子を同定するとともに、この責任遺伝子がキアゲハでも同様にスポット紋様の形成に関与していることが示された。また、バンドパターンを呈示するZeの責任遺伝子を、siRNAによるノックダウン、個体への強制発現によって同定することに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初から解析予定だったカイコの斑紋形成変異体5種類の責任遺伝子の同定はほぼ完了したこと、ナミアゲハ及びシロオビアゲハのゲノム解読作業も大部分は終了し投稿できる準備が整ったこと、さらにアゲハの幼虫、蛹、成虫の擬態に関してもそれに関わる責任遺伝子や遺伝子ネットワークの実体が明確になりつつあることから、研究はおおむね順調に進んでいると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
ナミアゲハおよびシロオビアゲハのゲノム解読に関しては、投稿にむけてデータの整理を行う。また、カイコ及びアゲハの擬態の責任遺伝子と遺伝子ネットワークに関しては、データがまとまったものから順次投稿を行っており、プロジェクトの終了時点では、ほとんどの設定課題について投稿を完了させたいと考えている。
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Research Products
(36 results)
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[Journal Article] Large Scale Full-Length cDNA Sequencing Reveals a Unique Genomic Landscape in a Lepidopteran Model Insect, Bombyx mori.2013
Author(s)
Suetsugu Y, Futahashi R, Kanamori H, Kadono-Okuda K, Sasanuma SI, Narukawa J, Ajimura M, Jouraku A, Namiki N, Shimomura M, Sezutsu H, Osanai-Futahashi M, Suzuki MG, Daimon T,
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Journal Title
G3
Volume: 3
Pages: 1481-1492
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Molecular Basis of the wing coloration in a Batesian mimic butterfly, Papilio polytes.2013
Author(s)
Nishikawa, H., Iga, M., Yamaguchi, J., Saito, K., Kataoka, H., Suzuki, Y., Sugano, S. and Fujiwara, H.
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Journal Title
Sci. Rep
Volume: 3, e3184
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Two adjacent cis-regulatory elements are required for ecdysone response of ecdysone receptor (EcR) B1 transcription.2012
Author(s)
Shirai,H., Kamimura,M., Yamaguchi,J., Imanishi,S., Kojima,T. and Fujiwara, H.
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Journal Title
PLOS One
Volume: 7(11) e:49348.
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] The Papilio genome project to understand various types of mimicry.2013
Author(s)
Fujiwara, H., Yamaguchi J., Ando T., Ijima, T., Hori, H., Toyoda, A., Ito, T., Hirakawa, H., Kosugi, S., Fujiyama, A., Suzuki, Y., Sugano, S., Nishikawa, H., Futahashi, R. and Shirataki, H.
Organizer
Plant and animarl genome conference ASIA
Place of Presentation
グランドコプトーンウオーターフロントホテル(シンガポール)
Year and Date
20130318-20130318
Invited
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[Presentation] The Papilio genome project to understand various types of protective mimicry.2013
Author(s)
Fujiwara H., Yamaguchi J., Ando T., Iijima T., Hori H., Toyoda A., Ito T., Hirakawa H., Kosugi S., Fujiyama A., Suzuki Y., Sugano S., Nishikawa H., Futahashi R. and Shirataki H.
Organizer
International Symposium on Genome Science, Expanding Frontiers of Genome Science
Place of Presentation
東京大学・本郷キャンパス
Year and Date
20130109-20130110
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[Presentation] Retrotransposition mechanisms and application of sequence-specific non-LTR retrotransposon R2O1 in vertebrate.2012
Author(s)
Fujiwara,H., Kuroki,A., Mizuno,S., Tamefusa,J., Seto,Y., Yatabe,H. and Kawashima,T.
Organizer
Fujihara seminar 2012, A new horizon of retroposon research
Place of Presentation
芝蘭会館・稲盛ホール(京都市)
Year and Date
20120803-20120803
Invited
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