2016 Fiscal Year Annual Research Report
ウシ体脂肪の脂肪酸組成に関る責任遺伝子群の総合的解明
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16H05015
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
万年 英之 神戸大学, 農学研究科, 教授 (20263395)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 栄治 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 畜産研究部門, ユニット長 (00186727)
大山 憲二 神戸大学, 農学研究科, 教授 (70322203)
笹崎 晋史 神戸大学, 農学研究科, 准教授 (50457115)
本多 健 神戸大学, 農学研究科, 助教 (10432551)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ウシ / 脂肪酸組成 / 責任遺伝子 / 全ゲノムリシーケンス / 関連解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、ウシ体脂肪の脂肪酸組成に関る新規責任遺伝子の同定と、責任遺伝子の分子機構の総合的解明を目的としている。近年、牛肉の高品質化を目的としてウシ体脂肪の脂肪酸組成が重要な形質となり、申請者グループは世界に先駆けてこの形質の責任遺伝子を同定してきた。しかし、脂肪酸組成に影響する責任遺伝子の全容はいまだ解明されていない。本研究では、ゲノムワイド関連解析、リシーケンス解析、複数品種の候補責任変異を用いた関連解析、責任遺伝子のプロモーター等の分子機能解析を通して、ウシの脂肪酸組成に関与する遺伝子群の全容を明らかにすることを目的とする。
本年度は以下のサブテーマを実施した。①GWAS解析による有意SNPに対し、検証集団を用いた妥当性確認を行った。②全ゲノムリシーケンス解析を実施した。
本研究ではまず、全ゲノムからオレイン酸含有率に関わるDNA領域を絞り込むため、ゲノムワイド関連解析（GWAS）を用いて候補領域の同定を行った。GWAS解析においてはプーリング法を用い、兵庫県黒毛和種1836頭からオレイン酸含有率に関して上位及び下位の個体からそれぞれ100頭ずつを供試した。GWASの結果からBTA9に3つ、BTA14に1つの有意水準を満たすSNPが認められた。これら候補領域に対する検証集団としては、GWAS解析において母集団とした1836頭から選抜した兵庫県黒毛和種702頭及び441頭を用いた。BTA9では、441頭集団において有意性が認められなかったものの、702頭集団で効果の傾向が認められた。BTA14では、どちらの集団においても有意な関連は認められなかったが、441頭集団ではp = 0.128とやや低い値が観察された。
これらSNP周辺領域は候補領域となり得ると考え、オレイン酸含有率の上下各4個体に対して全ゲノムリシーケンスを実施した。
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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
本年度は以下のサブテーマを実施した。①GWAS解析による有意SNPに対し、検証集団を用いた妥当性確認を行った。②全ゲノムリシーケンス解析を実施した。
本年度では、全ゲノムからオレイン酸含有率に関わるDNA領域を同定するため、ゲノムワイド関連解析（GWAS）を実施し候補領域の同定を試みた。GWASの結果からBTA9に3つ、BTA14に1つの有意水準を満たすSNPが認められ、これら2染色体領域の候補領域の同定に成功している。
これら候補領域に対し、GWAS解析において母集団とした1836頭から選抜した兵庫県黒毛和種702頭及び441頭を検証集団として妥当性確認を実施した。BTA9では、441頭集団においてはANOVA検定によるp値は有意性が認められなかった。一方、オレイン酸含有率に対して上位下位を持つ個体が除かれており有意性を満たすには厳しい条件といえる702頭集団で効果の傾向が認められた。この結果として、pooling GWASで得られたBTA9のHapmap43702-BTA-84086はオレイン酸含有率に対して効果を有しており、本SNP周辺領域は候補領域となり得ると結論付けた。BTA14では、どちらの集団においても有意な関連は認められなかったが、441頭集団ではp = 0.128とやや低い値が観察された。先行研究においても候補領域の近傍であるBTA14の16-17MbpにC16:0と有意な関連をもつSNPの同定が報告されており、BTA14の有意SNP周辺に脂肪酸組成に関わる原因遺伝子が位置していることが示唆された。以上より、BTA9およびBTA14は脂肪酸組成に対する候補領域としての妥当性確認に成功している。
これらSNP周辺領域は候補領域となり得ると考え、オレイン酸含有率の上下各4個体に対して予定通り全ゲノムリシーケンスを実施した。
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| Strategy for Future Research Activity |
検証集団を用いて妥当性が確認されたBTA9およびBTA14は候補領域となり得ると考え、オレイン酸含有率に対する原因遺伝子や原因変異を同定するため上下各4個体に対して全ゲノムリシーケンスを実施している。得たゲノム情報から候補染色体領域を探索し、特にタンパク質の翻訳領域の非同義置換を伴う変異、非翻訳領域やプロモーター領域における変異をピックアップし、これらを候補責任変異とする。特に脂肪代謝に関連する遺伝子に対しては、特段の注意を払って変異を選択する。
リシーケンスデータから抽出された各候補染色体領域に対する候補変異に対し、試験集団および検証集団を用いた関連解析を行う。1候補染色体領域に対して20～50程度の変異が候補変異になると予想している。これら変異に対する関連解析により、どの候補変異が不飽和脂肪酸含有率に最も効果を有するかを検討する。
上記で同定した候補責任変異を用い、他品種(日本短角種、ホルスタイン等)を含む複数の集団に対する関連解析を実施する。この確認により、候補変異が責任変異かどうかを高い確度で確認することができる。加えて、責任遺伝子・変異の遺伝分散の推定(どの程度遺伝的効果を持つか)と普遍性(責任変異であれば品種を問わず効果の普遍性が確認できる)を評価する。他品種集団はそれぞれ約200-300頭の集団を準備している。
これらの結果により同定された責任変異に対しては、変異に伴う責任タンパク質の立体構造解析、あるいは調節領域の変異に対するプロモーター解析を実施する予定である。
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[Presentation] Identification of polymorphisms associated with oleic acid percentage by pool-based genome wide association study (GWAS) in Japanese Black2016
Author(s)
Kawaguchi F, Nakajima A, Matsumoto Y, Uemoto Y, Fukushima M, Yoshida E, Iwamoto E, Akiyama T, Kohama N, Kobayashi E, Honda T, Oyama K, Mannen H, Sasazaki S
Organizer
35th International Society for Animal Genetics Conference
Place of Presentation
Salt Lake City, UT、USA
Year and Date
2016-07-23 – 2016-07-29
Int'l Joint Research
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