2018 Fiscal Year Research-status Report
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17K19426
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
村山 美穂 京都大学, 野生動物研究センター, 教授 (60293552)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 英之 京都市動物園, 生き物・学び・研究センター, 研究教育係長(獣医師) (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)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | メチル化 / 野生動物 / 鳥類 / 年齢 / DNA |
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| 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、より安価で簡便に多数の試料を解析するために、新たにHigh-Resolution Melting（HRM）解析を導入した。
鳥類については、国立環境研究所のNPO法人どうぶつたちの病院沖縄のヤンバルクイナ試料の血液からDNA抽出を行い、20個体分を新たに年齢既知個体の試料に追加した。候補遺伝子のPCRプライマーを作成し、うち3遺伝子で良好な増幅ができ、HRMの条件を検討した。フンボルトペンギンでは、1個体のゲノム解析を行い、約300Gbの塩基配列を取得した。また、3検体（同一個体の1才と８才時、別個体の20才時に採取）のDNAをバイサルファイト処理後、シークエンスを行い、それぞれ約100GBの塩基配列情報を取得した。今後、得られたゲノム配列からドラフトゲノムを作成し、年齢によりメチル化率の異なる領域を特定する予定である。
非侵襲試料については、チンパンジーの糞でメチル化率を測定したところ、誤差4.40年で、年齢推定の目安として有用と考えられた。
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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、新たにHigh-Resolution Melting（HRM）解析を用いてチンパンジー試料でメチル化率を測定した結果、年齢推定の誤差は血液では3.47年と良好な値が得られ、これまでの次世代シーケンサーを用いる日方法よりも安価で簡便に多数試料を解析することが可能になった。
鳥類については、ヤンバルクイナでは飼育施設との連携によって年齢既知個体の試料を整備できた。候補遺伝子のPCRプライマーを作成し、うち3組で良好な増幅ができた。またフンボルトペンギンでは、年齢の異なる資料の全ゲノム情報を取得し、年齢によりメチル化率の異なる領域を特定する準備が整った。
さらにチンパンジーの糞でも、誤差4.40年と年齢推定の目安として有用な値を得ることができ、学会でも報告した。糞での年齢推定は他種でも未報告であり、野生個体への応用に向けて、大きく期待できる。
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| 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、ペンギンの全ゲノム情報に基づいて、年齢に伴ってメチル化が変化する領域を特定する。その領域をペンギン及びヤンバルクイナの年齢既知個体について解析し、HRMによる年齢推定の条件を決定する。（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、糞に加え、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。さらに長期観察情報のある哺乳類及び鳥類の多様な種についても、年齢推定を試みる。
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| Causes of Carryover |
ペンギンのゲノム全体を対象としたメチル化のデータ解析に時間がかかったため、ゲノム情報にもとづく候補遺伝子の探索を次年度に行うことにした。
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[Journal Article] Native SAG1 in Toxoplasma gondii lysates is superior to recombinant SAG1 for serodiagnosis of T. gondii infections in chickens2019
Author(s)
Appiah-Kwarteng C, Saito T, Toda N, Kitoh K, Nishikawa Y, Adenyo C, Kayang B, Owusu EO, Ohya K, Inoue-Murayama M, Kawahara F, Nagamune K, Takashima Y
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Journal Title
Parasitol Int
Volume: 69
Pages: 114-120
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Efficient immortalization of cells derived from critically endangered Tsushima Leopard cat (Prionailurus bengalensis euptilurus) with expression of mutant CDK4, Cyclin D1, and enzymatic subunit of telomerase.2018
Author(s)
Gouko R, Onuma M, Eitsuka T, Katayama M, Takahashi K, Nakagawa K, Inoue-Murayama M, Kiyono T, Fukuda T
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Journal Title
Cytyotechnology
Volume: 70
Pages: 1619-1630
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Expression of human mutant cyclin dependent kinase 4, Cyclin D and telomerase extends the life span but does not immortalize fibroblasts derived from loggerhead sea turtle (Caretta caretta)2018
Author(s)
Fukuda T, Eitsuka T, Donai K, Kurita M, Saito T, Okamoto H, Kinoshita K, Katayama M, Nitto H, Uchida T, Onuma M, Sone H, Inoue-Murayama M, Kiyono T
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 8
Pages: 9229
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Natural selection on the genetic and functional variations of bitter taste receptors (TAS2Rs) in wild chimpanzees.2018
Author(s)
Hayakawa T, Toda Y, Inoue E, Matsuo H, Morimura N, Inoue-Murayama M, Hashimoto C, Misaka T, Ohigashi H, Matsuzawa T, Imai H.
Organizer
Annual Meeting of the Society for molecular biology and evolution 2018 (SMBE2018)
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