2019 Fiscal Year Annual Research Report
Genetic basis of rapid divergence of Drosophila male external genitalia
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17K17985
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
田中 健太郎 首都大学東京, 理学研究科, 特任研究員 (30774129)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 交尾器 / 形態進化 / ショウジョウバエ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
進化の過程において新しい機能を担うユニークな形態構造が出現し、その後に種固有の進化を遂げることは珍しく無い。例えばキイロショウジョウバエ種亜群の共通祖先で出現した外部生殖器後葉は交尾の際に雌の腹部を固定するために使われる、新たな機能を持った雄固有の構造であり、種間でその形態は如実に異なる。新たに獲得された形態構造が種固有の形態へ進化する際、発生遺伝子ネットワーク上に起こる変化は、“新しい遺伝子が組み込まれることで起こる変化”と“既にネットワークを形成している遺伝子が改変されて起こる変化”の２通りが考えられる。後者を進化発生学的視点から分類すると、“構造の出現の際に組み込まれた遺伝子”と“構造の出現以前からネットワークを形成していた遺伝子”に更に大別できる。本研究では、キイロショウジョウバエ種亜群における外部生殖器後葉の形態進化をモデルに、構造の多様化の段階でみられる発生遺伝子ネットワーク上の変化の解明を目指している。
前年度までの解析から、キイロショウジョウバエ種亜群に属するD. melanogaster、 D. simulans、 D. mauritiana、 D. sechellihaの形態形成中の交尾器で種特異的な遺伝子発現パターンを示す遺伝子が同定されている。この遺伝子セットを用い、既知の“構造の出現の際に組み込まれた遺伝子”がどのように種特異的な進化を遂げたか調べた。その結果、構造の出現の際に組み込まれた遺伝子のうち種間で発現量が異なる遺伝子は16遺伝子中１遺伝子のみであった。このことは、新たに獲得された形態構造が種固有の形態へ進化する際には、新しく組み込まれた遺伝子ではなく、既存の遺伝子によって多様性が創出されていることを示唆する結果となった。
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