2017 Fiscal Year Annual Research Report
Differences in genome structure between humans and apes: test for hypothesis concerning recombination frequency
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15H04427
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
古賀 章彦 京都大学, 霊長類研究所, 教授 (80192574)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平井 啓久 京都大学, 霊長類研究所, 教授 (10128308)
田辺 秀之 総合研究大学院大学, 先導科学研究科, 准教授 (50261178)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 類人猿 / 霊長類 / ヘテロクロマチン / 反復配列 / 染色体 / 進化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトと類人猿の間で、ゲノムの構造に関して大きく異なる点がある。染色体端部に存在する巨大なヘテロクロマチンのブロックである。ヘテロクロマチンのDNA成分は、32塩基対の単位が縦列に繰り返す反復配列である。チンパンジーとボノボの多くの染色体、ゴリラのすべての染色体に、このヘテロクロマチンブロックがある。ヒトの染色体には、これがない。ヒトが、チンパンジーおよびボノボと分岐した後に、ヒトの系統で消失したものである。このヘテロクロマチンの進化的意義を探ることが、本課題の目的である。
チンパンジーの培養細胞にゲノム編集の処理を行い、ヘテロクロマチンを除去した細胞を作ることが、最初に必要であった。２年目である平成２８年度の末に、これが完成した。３年目となる本年度は、この細胞、および改変を加えていない細胞を用いて、ヘテロクロマチンブロックに隣接する領域での染色体組換え頻度を測定し、比較した。組換え頻度が 2.4 倍に上昇するという結果が得られた。除去の効果であると、ひとまずはみなすことができる。そのうえで、除去以外の予期せぬ変化が同時に起こっていて、これが影響している可能性を、慎重に検討する必要がある。これを次年度に行う予定である。
当初計画した方法に加え、同じ目的のために別の面からの検討が可能となる方法を、本年度の初めに考案した。これも合わせて行うことにした。チンパンジーの減数分裂の様相を、染色分体間の組換えに注目して、観察することである。ヘテロクロマチンブロックの内部で組換えが頻繁に起こっているならば、相同染色体が対合を起こした後にそれが両極に分離する際に、ヘテロクロマチンブロックの部分で分離が遅れることが、予想される。この観察を行い、予想と合致する結果を得た。この方法でのより詳しい解析も、次年度に行う予定にしている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の計画では、チンパンジーの培養細胞を用いた実験を行うことにしていた。これに加え、同じ研究目的のために新世界ザルでの状況を調べる実験を、２年目に考案し、追加した。さらに、チンパンジーの減数分裂を観察する手法を、３年目に考案し、追加した。追加で、同じ目的を多方面から追求することになり、最終的に得られる結論の信頼性が増す。
この３つのアプローチのいずれも、順調に進んでおり、それぞれの各段階での途中経過を、論文にして国際学術誌に発表している。
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| Strategy for Future Research Activity |
この課題は、ヘテロクロマチンの存在が近辺の領域での組換えを抑えるという仮説を検証することを、目指している。３種類のアプローチのいずれも、現状は、この仮説に合致する途中経過となっている。最終年度である平成３０年度は、実験規模の拡大や、測定精度の向上を図り、強固な結論を得ることを目指す。
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