2019 Fiscal Year Research-status Report
フェロモン認識・受容機構の進化的変遷から探る魚類の繁殖行動の多様性と進化
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18K06368
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| Research Institution | Osaka Medical College |
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Principal Investigator |
橋口 康之 大阪医科大学, 医学部, 講師 (70436517)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
善方 文太郎 大阪医科大学, 医学部, 助教 (90758541) [Withdrawn]
井上 順治 大阪医科大学, 医学部, 助教 (20814859)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 魚類 / 嗅覚 / フェロモン / 分子進化 / 遺伝子発現 / 行動解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、魚類における性フェロモンであるプロスタグランジンF2α（PGF2α）の進化機構の解明を通じて、魚類の多様な繁殖行動の進化と嗅覚・フェロモン認識との関連を明らかにすることを目的としている。この目的を達成するために、(1) フェロモン受容体であるOR114の魚類における分子進化、(2) OR114の非モデル魚類における発現解析、(3) PGF2αに対する魚類の嗅覚応答の測定、(4) PGF2α刺激に対する嗅覚応答の行動解析を進めている。
今年度は、(1)に関してはPGF2α遺伝子を持つ分類群であるコイ目・カラシン目・ニシン目・アロワナ目・サケ目魚類35種のドラフトゲノムからOR114遺伝子を同定し、その分子進化について解析を行ったところ、複数の種でOR114遺伝子の重複による多様化が見られた。またコイ目では、OR114にはコイ目の起源より古い時期の遺伝子重複により生じた2タイプが存在することがわかった。なおこの解析では、新規にドジョウ（コイ目）のドラフトゲノムを決定し、解析に加えた。
(2) については、ゼブラフィッシュおよびアブラボテ（コイ目）の嗅上皮を用いてin situ hybridizationを行い、OR114遺伝子の嗅細胞での発現を確認することができた。これは、非モデル魚類を用いてフェロモン受容体の発現・機能解析を進めていく上で重要な成果である。
(3)については、カルシウムイメージングを用いた予備実験を行った段階である。(4)については、ゼブラフィッシュを用いて予備実験を行ったが、誘引などの明確な行動反応を検出することは現時点ではまだできていない。
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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
研究計画のうち、PGF2αに対する応答性の生理学的・行動学的な解析はやや遅れているものの、PGF2α受容体であるOR114遺伝子の進化を明らかにすることと、その嗅上皮での発現を複数種で解析する部分については、当初の予想以上に順調に推移しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
非モデル生物としてアブラボテとドジョウに着目して、これらの魚種におけるPGF2αのフェロモンとしての役割を明らかにする。また、これら2種のOR114遺伝子（アブラボテ、ドジョウともに2タイプのOR114を持つ）の分子進化および遺伝子発現パターンを明らかにし、すでにゼブラフィッシュで知られている情報と総合し、フェロモンとしてのPGF2αの使われ方の多様性と進化を考察する。
アブラボテについては、飼育個体を用いた行動解析により、PGF2αに対する誘引性などを調べる。ドジョウについても同様に飼育個体を用いた行動実験を行う。またドジョウについては、嗅上皮におけるOR114のin situ hybridizationの系を確立する。
OR114遺伝子の分子進化については、これまでのデータをもとに論文を執筆する。ドジョウおよびアブラボテのドラフトゲノム解読についても、OR114を含む嗅覚受容体の進化に着目して早期の論文化を目指す。
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| Causes of Carryover |
行動解析に関する進捗が遅れたため。またゲノム解析を当初の計画よりも安価に行うことが可能であったため。次年度は、行動解析に必要な消耗品等、また遺伝子発現解析に必要な試薬消耗品類の購入に主に使用する予定である。
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