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2017 Fiscal Year Research-status Report

DNAのメチル化検出による野生鳥類の年齢推定

Research Project

Project/Area Number 17K19426
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

村山 美穂  京都大学, 野生動物研究センター, 教授 (60293552)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 伊藤 英之  京都大学, 野生動物研究センター, 特任研究員 (10779648)
大沼 学  国立研究開発法人国立環境研究所, 生物・生態系環境研究センター, 主任研究員 (50442695)
Project Period (FY) 2017-06-30 – 2020-03-31
Keywordsメチル化 / 野生動物 / 鳥類 / 年齢 / DNA
Outline of Annual Research Achievements

鳥類などの寿命の長い種では、保全に必要な遺伝的多様性が、どの年齢集団、どの世代の個体間のものなのかは、大変重要であり、DNAによる年齢推定が実現できれば、野外での生態学的研究に画期的な進歩をもたらすことが期待できる。しかしこれまで野生動物全般、とりわけ鳥類については、ほとんど報告がなかった。本研究では、鳥類において、哺乳類で報告された年齢に伴うメチル化変動の指標となる候補遺伝子の相同領域を調べ、メチル化と年齢の関連を解明することを目指す。メチル化検出による野生動物の年齢推定の実用性を、1)鳥類の年齢とメチル化の度合いは関連するか?2)非侵襲的に得られるDNAからも、メチル化の検出が可能か?3)野生集団の年齢構成の情報による観測情報の補完、の3つの段階を経て確認する。
本年度は、DNAメチル化を用いた年齢査定を希少動物で確立するため、まずはヒトとゲノム配列の類似性が高く、絶滅危惧種であるチンパンジーでの応用を試みた。ヒトにおいてメチル化割合と年齢との関連性が報告されている3つの遺伝子について、年齢が既知のチンパンジーにおいてメチル化率を測定した。その結果、2つの遺伝子で有意な相関が認められ、これら2つの遺伝子から作成された年齢推定式の誤差は5.4年であった。次に絶滅危惧鳥類への応用に向けた準備を開始した。ヤンバルクイナの飼育個体について検討した。環境省・ヤンバルクイナ飼育繁殖施設のヤンバルクイナ導入情報および国立環境研究所の試料保存情報を参照し、確実に年齢が記録されている個体の保存試料(血液、DNA)のうち5試料の提供を受け、DNAを抽出した。フンボルトペンギン飼育個体についても、血液30試料からDNAを抽出した。ハシボソミズナギドリの文献にもとづく20遺伝子座について、これら鳥類種での相同配列を解読し、バイサルファイト処理後のメチル化率を測定するプライマーを作製した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

本年度は、年齢とメチル化の度合いは関連するかについて、まずはヒトとゲノム配列の類似性が高く、絶滅危惧種であるチンパンジーでの応用を試みた。血液からDNAを抽出し、バイサルフェイト処理した後、ヒトで年齢とメチル化の関連が報告されている遺伝子ELOVL2, CCDC102B, ZNF423の配列にもとづいて設計したメチル化対応プライマーでPCR増幅し、パイロシーケンス法で塩基配列を解析した。年齢との相関が低かったZNF423を除いて、ELOVL2とCCDC102Bの2遺伝子5か所と年齢の相関係数を求めたところ0.74(p = 0.0318)であった。これら2つの遺伝子から作成された年齢推定式の誤差は5.4年であった。8個体の20年間の比較でも、個体による差違が見られたものの、ほぼ同様の傾向が得られた。以上の結果は論文にまとめ、投稿中である。
次に絶滅危惧鳥類への応用に向けた準備を開始した。寿命が10年以上と長く、各年齢での試料が容易に得られ、生育環境が同一の、ヤンバルクイナの飼育個体を対象とした。環境省・ヤンバルクイナ飼育繁殖施設のヤンバルクイナ導入情報および国立環境研究所の試料保存情報を参照し、確実に年齢が記録されている個体の保存試料(血液、DNA)のうち5試料の提供を受け、DNAを抽出した。また京都市動物園で飼育され年齢が判明しているフンボルトペンギンについても血液30試料からDNAを抽出した。ハシボソミズナギドリの文献にもとづく20遺伝子座について、これら鳥類種での相同配列を解読し、バイサルファイト処理後のメチル化率を測定するプライマーを作製した。さらに、ヤンバルクイナの全ゲノム情報から、他の鳥類種の既報の候補遺伝子に相当する塩基配列の抽出を行った。以上より、計画は順調に進展し、哺乳類についても新たな知見が得られた。

Strategy for Future Research Activity

以上の結果を踏まえ、1)鳥類の年齢とメチル化の度合いは関連するか?について、前年度の年齢や組織ごとの比較検討を、個体数や遺伝子数を増やして実施する。哺乳類や家禽で報告されたのとは異なる遺伝子が、メチル化マーカーとして有用である可能性もある。ヤンバルクイナの若齢と老齢、各1試料の全ゲノムをバイサルファイト処理の前後に次世代シーケンサーを用いて解読し、すでに解読している全ゲノム配列と比較することで、加齢に伴ってメチル化が増減する領域を検出する。(村山、大沼、大学院生)
2)非侵襲的に得られるDNAからも、メチル化の検出が可能か?については、チンパンジーのフン由来のDNAからのメチル化の検出を試みる。野生鳥類の非侵襲的な解析を目指すために、羽根から抽出したDNAにおいて、1の血液と同じ結果が得られるか調べる。さらに、巣に残されたふ化後の卵殻膜やフン由来のDNAについても試みる。ヤンバルクイナでは、交通事故の死亡個体が年間30個体以上回収されるので、これらの各組織も用いる。(村山、伊藤、大学院生)
1)2)の結果にもとづいて、野生由来の試料での年齢推定を行う。

  • Research Products

    (34 results)

All 2018 2017 Other

All Journal Article (15 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Peer Reviewed: 15 results,  Open Access: 8 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 2 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Genetic characterization of 11 microsatellite loci in Egyptian pigeons (Columba livia domestica) and their cross species amplification in other Columbidae populations.2018

    • Author(s)
      Ramadan S, Dawod A, El-Garhy O, Nowier AM, Eltanany M, Inoue-Murayama M
    • Journal Title

      Veterinary World

      Volume: 11 Pages: 497-505

    • DOI

      10.14202/vetworld.2018.497-505

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] LDHA gene is associated with pigeon survivability during racing competitions.2018

    • Author(s)
      Ramadan S, Miyake T, Yamaura J, Inoue-Murayama M
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 印刷中 Pages: -

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Effect of the Oxytocin Receptor Gene Polymorphism on Successful Training for Drug Detection Dogs.2018

    • Author(s)
      Konno A, Yabuta S, Inoue-Murayama M, Tonoike A, Nagasawa M, Mogi K, Kikusui T
    • Journal Title

      Journal of Heredity

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1093/jhered/esy012

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of microsatellite markers for the endangered orchid Calanthe izu-insularis (Orchidaceae)2018

    • Author(s)
      Nakahama N, Ito A, Kaneko S, Matsuki Y, Suyama Y, Hayano A, Murayama M, Isagi Y
    • Journal Title

      Genes & Genetic Systems

      Volume: 17 Pages: 00021

    • DOI

      https://doi.org/10.1266/ggs.17-00021

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The association between glutamine repeats in the androgen receptor gene and personality traits in dromedary camel (Camelus dromedarius).2018

    • Author(s)
      Ramadan S, Nowier AM, Hori Y, Inoue-Murayama M
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 13 Pages: 0191119

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0191119

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A Comparison of Common and Bolivian Squirrel Monkey Personality2018

    • Author(s)
      Wilson VAD, Inoue-Murayama M, Weiss A
    • Journal Title

      Jounal of Comparative Psychology

      Volume: 132 Pages: 24-39

    • DOI

      10.1037/com0000093

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Viable Cell Culture Banking for Biodiversity Characterization and Conservation.2018

    • Author(s)
      Ryder OA, Onuma M
    • Journal Title

      Annual Review of Animal Biosciences

      Volume: 6 Pages: 83-98

    • DOI

      org/10.1146/annurev-animal-030117-014556

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Dietary Habits of the Endangered Okinawa Rail.2018

    • Author(s)
      Kobayashi S, Morita Y, Nakaya Y, Nagamine T, Onuma M, Okano T, Haga A, Yamamoto I., Higa M, Naruse T, Nakamura Y, Denda T, Izawa M.
    • Journal Title

      Ornithological Science

      Volume: 17 Pages: 19-35

    • DOI

      org/10.2326/osj.17.19

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Genetic diversity of grasscutter (Thryonomys swinderianus, Rodentia, Hystricomorpha) in Ghana based on microsatellite markers.2017

    • Author(s)
      Adenyo C, Kayang BB, Owusu EH, Inoue E, Inoue-Murayama M
    • Journal Title

      West African Journal of Applied Ecology

      Volume: 25 Pages: 1-15

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Microsatellite Polymorphisms Adjacent to the Oxytocin Receptor Gene in Domestic Cats: Association with Personality?2017

    • Author(s)
      Arahori M, Chijiiwa H, Takagi S, Bucher B, Abe H, Inoue-Murayama M, Fujita K
    • Journal Title

      Frontiers in Psychology

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.3389/fpsyg.2017.02165

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Short poly-glutamine repeat in the androgen receptor in New World monkeys.2017

    • Author(s)
      Hiramatsu C, Paukner A, Kuroshima H, Fujita K, Suomi SJ, Inoue-Murayama M
    • Journal Title

      Meta Gene

      Volume: 14 Pages: 105-113

    • DOI

      10.1016/j.mgene.2017.08.006

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Gene expression patterns of chicken neuregulin 3 in association with copy number variation and frameshift deletion.2017

    • Author(s)
      Abe H, Aoya D, Takeuchi H, Inoue-Murayama M
    • Journal Title

      BMC Genetics

      Volume: 18 Pages: 69

    • DOI

      10.1186/s12863-017-0537-z

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Integration of wild and captive genetic management approaches to support conservation of the endangered Japanese golden eagle.2017

    • Author(s)
      Sato Y, Ogden R, Komatsu M, Maeda T, Inoue-Murayama M
    • Journal Title

      Biological Conservation

      Volume: 2013 Pages: 175-184

    • DOI

      org/10.1016/j.biocon.2017.07.008

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Advances in camel genomics and their applications: A review.2017

    • Author(s)
      Ramadan S, Inoue-Murayama M
    • Journal Title

      The Journal of Animal Genetics

      Volume: 45 Pages: 49-58

    • DOI

      org/10.5924/abgri.45.49

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Contrasting results from molecular and pedigree-based population diversity measures in captive zebra highlight challenges facing genetic management of zoo populations.2017

    • Author(s)
      Ito H, Ogden R, Langenhorst T, Inoue-Murayama M
    • Journal Title

      Zoo Biology

      Volume: 36 Pages: 87-94

    • DOI

      10.1002/zoo.21342

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Personality traits in common marmoset (Callithrix jacchus) associated with subjective well-being, cortisol, and candidate genes for social behavior.2018

    • Author(s)
      Yokoyama C, Kawasaki A, Takeda C, Hayashi T, Yamanashi Y, Inoue-Murayama M, Weiss A
    • Organizer
      第7回日本マーモセット研究会大会
  • [Presentation] The Relationship Between Serotonin Transporter Gene and Reject of The Unfair Allocation in The Ultimatum Game.2018

    • Author(s)
      Nishina K, Takagishi H, Takemura A, Inoue-Murayama M, Takahashi H, Yamagishi Toshio
    • Organizer
      2018 Society for Personality and Social Psychology Annual Convention
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Lipid Metabolism Evolution in Cetacea since the Divergence from Terrestrial Ancestor.2017

    • Author(s)
      Endo Y, Kamei K, Inoue-Murayama M
    • Organizer
      第40回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] 希少野生動物の配偶子バンクの整備に向けて2017

    • Author(s)
      金子 武人、大沼 学、村山 美穂
    • Organizer
      第23回日本野生動物医学会大会
  • [Presentation] 京都大学野生動物研究センターにおけるGenetic resource bank の概要及び応用例2017

    • Author(s)
      伊藤英之、佐藤悠、小林宏美、森村成樹、大沼学、村山(井上)美穂
    • Organizer
      第23回日本野生動物医学会大会
  • [Presentation] Kinship analysis of Indo-pacific bottlenose dolphin (Tursiops aduncus) around Mikura Island in Japan2017

    • Author(s)
      Kita Y F, Inoue-Murayama M ,Kogi K , Morisaka T, Sakai M, S Takashi
    • Organizer
      SMM2017the 22nd Biennial Conference on the Biology of Marine Mammals
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Candidate genes for personality in common marmosets, Callithrix jacchus2017

    • Author(s)
      Weiss A, Yokoyama C, Kawasaki A, Takeda C, Inoue-Murayama M
    • Organizer
      The 40th meeting of the American Society of Primatologists
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Microsatellite polymorphisms adjacent to the oxytocin receptor gene in domestic cats, and the association with personality.2017

    • Author(s)
      Arahori M, Chijiiwa H, Takagi S, Bucher B, Inoue-Murayama M Fujita K
    • Organizer
      35th International Ethological Conference (IEC 2017)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Candidate genes for social behavior, cortisol level, and the personality of common marmosets, Callithrix jacchus2017

    • Author(s)
      Yokoyama C, Weiss A, Yumi Yamanashi Y, Inoue-Murayama M
    • Organizer
      第33回日本霊長類学会大会
  • [Presentation] Uncover the life of Wild Animals through Genetic Approach2017

    • Author(s)
      Inoue-Murayama M
    • Organizer
      Biological Symposium
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Uncover the life of Wild Animals through Genetic Approach2017

    • Author(s)
      Inoue-Murayama M
    • Organizer
      Wildlife Genetics: From Scotland to Japan and back again
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] The genetic diversity and sustainability of Japanese golden eagles,2017

    • Author(s)
      Sato Y, Maeda T, Ogden R, Inoue-Murayama M
    • Organizer
      The 6th International Seminar on Biodiversity and Evolution: Wildlife science by New Biologging studies
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Genetic Signatures of Lipid Metabolism Evolution in Cetacean.2017

    • Author(s)
      Endo Y, Kamei K, Inoue-Murayama M
    • Organizer
      The 6th International Seminar on Biodiversity and Evolution: Wildlife science by New Biologging studies
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cryopreservation and xenotransplantation of primitive oocytes within the ovary for preserving the female fertility of endangered animals2017

    • Author(s)
      Fujihara M, Kaneko T, Inoue-Murayama M
    • Organizer
      The 6th International Seminar on Biodiversity and Evolution: Wildlife science by New Biologging studies.
  • [Presentation] Genetic diversities in the two captive grevy’s zebra populations.2017

    • Author(s)
      Ito H , Inoue-Murayama M
    • Organizer
      The 6th International Seminar on Biodiversity and Evolution: Wildlife science by New Biologging studies,
  • [Presentation] 国立環境研究所・野生生物ゲノム連携研究グループによる絶滅危惧鳥類ゲノム解読2017

    • Author(s)
      中嶋 信美、川嶋 貴治、大沼 学、大槙 仁美、遠藤 大二、村山 美穂
    • Organizer
      NGS現場の会第五回研究会
  • [Presentation] 国立環境研究所における絶滅危惧種の遺伝資源保存活動.2017

    • Author(s)
      大沼学
    • Organizer
      Cryopreservation Conference 2017
  • [Book] レジリエンスの諸相-人類学的視点からの挑戦-2018

    • Author(s)
      村山美穂
    • Total Pages
      332
    • Publisher
      NHK出版
    • ISBN
      978-4-595-31865-8
  • [Remarks] 村山美穂のページ

    • URL

      http://miho-murayama.sakura.ne.jp/

URL: 

Published: 2018-12-17  

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