2014 Fiscal Year Annual Research Report
異種ゲノムの不適合性が引き起す雑種の不妊・発育不全現象の遺伝的制御機構
| Project Area | Correlative gene system: establishing next-generation genetics |
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| Project/Area Number |
23113004
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
松田 洋一 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (70165835)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 雑種発育不全 / 胚性致死 / インプリンティング / メチル化可変領域 / トランスクリプトーム / 遺伝子発現変動 / 異質倍数性 / 同祖染色体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１）F1雑種の胎仔と胎盤の成長に抑制が見られるキャンベルハムスター雌とジャンガリアンハムスター雄間の交配、逆に著しい過成長が見られる逆交配によって得られた14.5日齢と17.5日齢の胎仔と胎盤を用いて、インプリント遺伝子の発現とメチル化可変領域（DMR）のメチル化状態を調べた。その結果、雑種の発育不全に強く関わる遺伝子（Dlk1/Peg9, Gatm, Kcnq1ot1, Mest/Peg1など）でDMRでメチル化の変化が検出された。
２）ウズラとニワトリのF1雑種胚に見られる発育不全と雌特異的な選択的胚性致死の分子メカニズムを解明する目的で、放卵直後（stage X）のウズラ胚、ニワトリ胚、雑種胚を対象に、高速シーケンサーを用いたトランスクリプトーム解析を行い、雑種胚と親種胚との間で発現変動する遺伝子の検出を試みた。その結果、ニワトリと雑種のニワトリアレル間で雌雄に関係なく変動が見られる遺伝子が111遺伝子、ウズラと雑種のウズラアレル間では11遺伝子が検出された。
３）異質四倍体であるアフリカツメガエル（Xenopus laevis）染色体に対し、起源の異なる二倍体種由来のレトロトランスボゾン配列のFISH解析を行い、同祖染色体の起源（AゲノムとBゲノム）の識別に成功した。その結果に基づき、同祖染色体を明確に区別した国際水準の分染染色体イディオグラムを作成した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
平成26年度には、蛍光タンパクを発現する遺伝子導入(TG)-ウズラを米国から導入し、TG-ウズラの雌雄細胞間の胚盤葉キメラを作出して、キメラ性腺におけるZZ細胞とZW細胞の生殖細胞への分化について研究を行う予定であった。しかし、導入先の研究所が所在するカリフォルニア州で鳥インフルエンザが発生し、家禽の輸出が禁止となったため、TG-ウズラの種卵の導入が8か月遅れた。そのため、本研究は平成27年度に実施することとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
１）キャンベルハムスターとジャンガリアンハムスター間のF1雑種の胎仔と胎盤を用いて、全ゲノムレベルでのメチローム解析を実施する。そして、メチル化の変動が見られるゲノム領域を特定し、雑種の発育不全とエピジェネティックな遺伝子発現制御の関係を明らかにする。
２）ウズラ－ニワトリ間のF1雑種の孵卵約8時間後（stage XIII）の胚についてもトランスクリプトーム解析を行うとともに、雑種胚の発育不全に関わるこれらの遺伝子の機能についても詳細な解析を進める。
３）FISH法を用いて、大量のBACクローンをアフリカツメガエル染色体にマッピングし、高精度の遺伝子染色体地図を完成する。そして、異質四倍体化後に2種のゲノム間に生じた調和と軋轢によって引き起こされたゲノム・染色体進化の過程を明らかにする。
４）蛍光タンパクを発現するTG-ウズラを用いてキメラ個体を作出し、キメラ性腺におけるZZ細胞とZW細胞を識別することによって、ZZ細胞とZW細胞のキメラ率と性腺分化の関係、キメラ性腺におけるZZ細胞とZW細胞の生殖細胞への分化、そしてドナー細胞由来の配偶子の形成と次世代への伝達について調べる。
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[Journal Article] Cost-effective development of highly polymorphic microsatellite in Japanese quail facilitated by next-generation sequencing2014
Author(s)
Tadano R, Nunome M, Mizutani M, Kawahara-Miki R, Fujiwara A, Takahashi S, Kawashima T, Nirasawa K, Ono T, Kono T, Matsuda Y
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Journal Title
Animal Genetics
Volume: 45
Pages: 881-884
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Reconstruction of gross avian genome structure, organization and evolution suggests that the chicken lineage most closely resembles the dinosaur avian ancestor2014
Author(s)
Romanov MN, Farré M, Lithgow PE, Fowler KE, Skinner BM, O’Connor R, Fonseka G, Backström N, Matsuda Y, Nishida C, Houde P, Jarvis ED, Ellegren H, Burt DW, Larkin DM, Griffin DK
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Journal Title
BMC Genomics
Volume: 15
Pages: 1060
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Genetic difference among wild, laboratory, and commercial populations of the Japanese quail estimated by microsatellite DNA markers2014
Author(s)
Mitsuo Nunome, Ryo Tadano, Mikiharu Nakano, Ryoka Kawahara-Miki, Tomohiro Kono, Shinji Takahashi, Takaharu Kawashima, Akira Fujiwara, Keijiro Nirasawa, Makoto Mizutani, Yoichi Matsuda.
Organizer
The 10th Asia Pacific Poultry Conference
Place of Presentation
Cheju Is, Korea
Year and Date
2014-10-19 – 2014-10-23
Int'l Joint Research
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[Presentation] A tentative analysis of genetic differences between wild and laboratory populations of Japanese quails using microsatellite DNA markers2014
Author(s)
Mitsuo Nunome, Ryo Tadano, Mikiharu Nakano, Ryoka Kawahara-Miki, Tomohiro Kono, Shinji Takahashi, Takaharu Kawashima, Akira Fujiwara, Keijiro Nirasawa, Makoto Mizutani, Yoichi Matsuda
Organizer
26th International Ornithological Congress
Place of Presentation
東京
Year and Date
2014-08-18 – 2014-08-24
Int'l Joint Research
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