メダカゲノム情報にもとづく脊椎動物染色体再編の比較ゲノム解析

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17018016
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 堀 寛 名古屋大学, 大学院理学研究科, 教授 (60116663)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三谷 啓志 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (70181922) ; 佐々木 貴史 慶応大学, 医学部, 助手 (70306843) ; 金森 章 名古屋大学, 大学院理学研究科, 助手 (40324389)
• Keywords: メダカ / ゲノム / 染色体再編 / 比較ゲノム / BACライブラリー

Research Abstract

この研究課題では、先の特定研究(ゲノムC)で明らかにされたメダカWGS(wole genome shotgun sequencing)による全ゲノム概要配列の情報を有効利用し、それを基盤にして、魚を中心にした脊椎動物染色体再編の比較ゲノム解析を行うこと、さらにメダカが脊椎動物のモデル動物の一つとして、マウス同様にヒトの遺伝病のモデルとなりうることを多くのメダカ突然変異体を解析することで証明すること、を目的としている。
昨年度においては、分担者である佐々木によって、当初の計画どうり、メダカ染色体連鎖群22番については、メダカWGSを用い、さちにBACクローンの整列を行い、その約20Mbを配列決定した。これによって同染色体のセントロメア、テロメア、ギャップ領域を除く全長の95%をカバーする配列が得られた。これは国際学会で発表され、さらに論文としてまとめられた。
またフグゲノムとメダカゲノムのゲノムサイズはフグが400Mb、メダカがその倍量の800Mbと大きく異なることが知られている。今回メダカとフグの22番染色体の相同領域1MbをフグWGSの利用により同定した。この両者のゲノムサイズの相違が1Mbの比較から広範なindelの挿入欠損であることが判明した。またそのindelの分類同定がなされた(Imai et al.in press 2007)。
変異体の解析ではアルビノ変異体や色素胞欠損株の解析がなされた。また魚類特有の利尿ホルモンやグアニリルシクラーゼ遺伝子、hox遺伝子についての分子進化研究が行われた。

Research Products

• [Journal Article] Duplicated Abd-B class genes in medaka hoxAa and hoxAb clusters exhibit differential expression patterns in pectoral fin buds (2007)
  • Author(s): Takamatsu N, Kurosawa G, Tanaka M, Takahashi M, Inokuma R, Kanamori A, Hori H
  • Journal Title: Development, Genes and Evolution (in press)
• [Journal Article] The genome size evolution of medaka (Oryzias latipes) and fugu (Takifrubripes). (2007)
  • Author(s): Imai S, Sasaki T, Shimizu A, Asakawa S, Hori H, Shimizu N
  • Journal Title: Genes and Genetic Systems (in press)
• [Journal Article] Mutant analyses reveal different functions of fgfri in medaka and zebrafish despite conserved ligand-receptor relationships (2007)
  • Author(s): Yokoi H, Shimada A, Carl M, Takashima S, Kobayashi D, Takanori Narita, Tomoko Jindo, Tetsuaki kimura, Tadao Kitagawa, Takahiro Kage, Astushi Sawada, Kiyoshi Naruse, Syuichi Asakawa, Nobuyoshi Shimizu, Hiroshi Mitani, Akihiro Shima, Makiko Tsutsumi, Hiroshi Hori, Joachim Wittbrodt, Yumiko Saga, Yuji Ishikawa, Kazuo Araki, Hiroyuki Takeda H
  • Journal Title: Dev. Biol. (in press)
• [Journal Article] Comparative Genomics of Medaka and Fugu. Proceedings for TODAI International Symposium of Functional Genomics of Pufferfish-Recent Advances and Perspective-. (2007)
  • Author(s): Shimizu N, Sasaki T, Asakawa S, Shimizu A, Ishikawa SK, Imai S, Murayama Y, Himmelbauer H, Mitani M, Furutani-Seiki M, Kondoh H, Schartl M, Nonaka M, Takeda H, Hori H, Shima A
  • Journal Title: Comp. Biochem. Physiol. (in press)
• [Journal Article] The DNA sequence of medaka chromosome LG22. (2007)
  • Author(s): Sasaki T, Shimizu A, Ishikawa SK, Imai S, Asakawa S, Murayama Y, Khorasani MZ, Mitani H, Furutani-Seiki M, Kondoh H, Nanda I, Schmid M, Schartl M, Nonaka M, Takeda H, Hori H, Himmelbauer H, Shima A, Shimizu N
  • Journal Title: Genomics 89(1) Pages: 124-133
• [Journal Article] Organization and structure of hox gene loci in medaka genome and comparison with those of pufferfish and zebrafish genomes. (2006)
  • Author(s): Kurosawa G, Takamatsu N, Takahashi M, Sumitomo M, Sanaka E, Yamada K, Nishi K, Matsuda M, Asakawa S, Ishiguro K, KurosawaY, Shimizu N, Kohara Y, Hori H
  • Journal Title: Gene 370 Pages: 75-82
• [Journal Article] Color reversion of the albino medaka fish associated with spontaneous somatic excision of the Tol-1 transposable element from the tyrosinase gene. (2006)
  • Author(s): Tsutsumi M, Imai S, Kyono-Hamaguchi Y, Hamaguchi S, Koga A, Hori H
  • Journal Title: Pigment Cell Res. 19(3) Pages: 243-247
• [Journal Article] Comparative Genomics of Medaka and Fugu. Proceedings for TODAI International Symposium of Functional Genomics of Pufferfish-Recent Advances and Perspective. (2006)
  • Author(s): Shimizu N, Sasaki T, Asakawa S, Shimizu A, Ishikawa SK, Imai S, Murayama Y, Himmelbauer H, Mitani M, Furutani-Seiki M, Kondoh H, Schartl M, Nonaka M, Takeda H, Hori H, Shima A
  • Journal Title: Comp. Biochem. Physiol (in press)
• [Journal Article] Functional characterization of visual opsin repertoire in Medaka (Oryzias latipes) (2006)
  • Author(s): Matsumoto Y, Fukamachi S, Mitani H, Kawamura S
  • Journal Title: Gene (in press)
• [Journal Article] Temperature-dependent growth rates and gene expression patterns of various medaka Oryzias latipes cell lines derived from different populations. (2006)
  • Author(s): Hirayama M, Mitani H, Watabe S
  • Journal Title: J. Comp. Physiol. B (in press)
• [Journal Article] Medaka double mutants for color mtertere ana leucophore tree : charactenzation of the xanthophore-somatolactin relationship using the leucophore tree gene. (2006)
  • Author(s): Fukamachi S, Wakamatsu Y, Mitani H
  • Journal Title: Dev.Genes Evol. (in press)
• [Journal Article] Reduced expression of vps11 causes less pigmentation in medaka, Oryzias latipes (2006)
  • Author(s): Yu JF, Fukamachi S, Mitani H, Hori H, Kanamori A
  • Journal Title: Pigment Cell Res. 19(6) Pages: 628-634
• [Journal Article] Genomic organization of the sex-determining and adjacent regions of the sex chromosomes of medaka. (2006)
  • Author(s): Kondo M, Hornung U, Nanda I, Imai S, Sasaki T, Shimizu A, Asakawa S, Hori H, Schmid M, Shimizu N, Schartl M
  • Journal Title: Genome Res. 16(7) Pages: 815-826
• [Journal Article] Targeted reduction of the DNA methylation level with 5-azacytidine promotes excision of the medaka fish Tol2 transposable element. (2006)
  • Author(s): Iida A, Shimada A, Shima A, Takamatsu N, Hori H, Takeuchi K, Koga A
  • Journal Title: Genet. Res. 87(3) Pages: 187-193
• [Journal Article] Structural components of the synaptonemal complex, SCP1 and SCP3, in the medaka fish Oryzias latipes. (2006)
  • Author(s): Iwai T, Yoshii A, Yokota T, Sakai C, Hori H, Kanamori A, Yamashita M
  • Journal Title: Exp. Cell Res. 312(13) Pages: 2528-2537
• [Journal Article] Methyltestosterone efficiently induces male development in the self-fertilizing hermaphrodite fish, Kryptolebias marmoratus. (2006)
  • Author(s): Kanamori A, Yamamura A, Koshiba S, Lee JS, Orlando EF, Hori H
  • Journal Title: Genesis 44(10) Pages: 495-503
• [Journal Article] Vertebrate DNA transposon as a natural mutator : the medaka fish lol2 element contributes to genetic variation without recognizable traces. (2006)
  • Author(s): Koga A, lida A, Hori H, Shimada A, Shima A
  • Journal Title: Mol. Biol. Evol. 23(7) Pages: 1414-1419
• [Journal Article] Medaka unextended-fin mutants suggest a role for Hoxb8a in cell migration and osteoblast differentiation during appendage formation. (2006)
  • Author(s): Sakaguchi S, Nakatani Y, Takamatsu N, Hori R, Kawakami A, Inohaya K, Kudo A
  • Journal Title: Dev. Biol. : 426-38 293(2) Pages: 426-438