Investigation of the origins of microchromosomes from chromosomes of lungfish, shark, and hagfish

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K07511
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 宇野 好宣 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (60609717)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: FISH / 脊椎動物 / 染色体地図 / 核型進化 / マイクロ染色体 / イヌザメ / 軟骨魚類

Outline of Annual Research Achievements

昨年度に確立した軟骨魚類における培養細胞を用いた染色体標本作製法を用いて、軟骨魚類テンジクザメ目に属するイヌザメから培養細胞を樹立し、FISHマッピング用の染色体標本の作製を行った。本研究申請時ではcDNAクローンをFISHに用いる予定であったが、FISHシグナルのハイブリ効率が悪いため、十分に再現性の高い実験結果が得られないことから、イヌザメのゲノムDNAからfosmidライブラリを作製し、得られたfosmidクローンを用いることにした。現在は、所属研究室により構築したこの種における断片的なゲノム配列情報（Hara et al. 2019 Nat Ecol Evol 2: 1761）を参照し、イヌザメFISH用クローンの選抜ならびに選抜したクローンによるFISHマッピングをすすめている。
また、イヌザメと同じテンジクザメ目に属する複数種のサメについても、同様の手法を用いて培養細胞を樹立し核型解析を行った。その結果、これらの種もイヌザメと同様に100本を超える染色体を保持してしていた。しかし一部の種はマイクロ染色体をもたないイヌザメと異なり、多くの軟骨魚類種と同様に多数のマイクロ染色体をもつことが明らかになった。これらの結果から、軟骨魚類の共通祖先は、多くの軟骨魚類種の同様に多数のマイクロ染色体を含む80本程度の染色体から構成された核型を保持していたが、テンジクザメ目の共通祖先で独自に起きた染色体の分離により染色体数が増えた結果100本程度となり、さらにイヌザメなどの一部の種のみでは染色体融合や分離を伴う大規模な染色体再配列が生じた結果マイクロ染色体が消失したことが示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の予定どおり、FISH法を用いたイヌザメの染色体マッピングに着手している。以上のことから、概ね計画どおりに進行している。

Strategy for Future Research Activity

イヌザメにおけるFISHマッピングをすすめるとともに、ハイギョを用いた解析を行い、この種における染色体標本作製方法の確立を行うことで、ハイギョの遺伝連鎖群やゲノム染色体構造を明らかにする。

Causes of Carryover

次年度以降に中心に行うハイギョの解析については、いまだ効率のよい染色体標本の作製およびFISH解析についての報告がされておらず、実験方法の確立のための条件検討の予備実験が多く必要であると考えられるため、あえて今年度の支出を抑えて次年度の使用額を生じるようにした。