Population genetics and molecular evolution of sex chromosome turnover

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K14766
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 桂 有加子 日本大学, 医学部, 助教 (00624727)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 性染色体 / ゲノム / トランスクリプトーム / 分子進化 / 精巣発現遺伝子 / ターンオーバー

Outline of Annual Research Achievements

2018年度は、本研究テーマである性染色体進化・性決定に関連して哺乳類10種の精巣トランスクリプトームの解析を行った。真獣類で正の自然選択下にある遺伝子を同定し、有袋類系統で特異的に高く発現している精巣遺伝子を同定した。また、霊長類の中で、ヒトとゴリラの精巣発現遺伝子の共通性が高いことが示された。研究成果を2つの研究論文としてまとめている。
また、2018年度先進ゲノム支援の技術支援を受けて、性染色体のターンオーバーが現在進行中であるツチガエルオス1個体のゲノムシーケンス(HiSeq2500)を行った。現在、アセンブルを行なっている。予備調査として、ツチガエル の近畿集団のヘテロ接合度を計算し、集団間での交雑の程度を調べた。
さらに、Y染色体のターンオーバーのモデルとなるプログラムを共同研究者とともに作成した。そのプログラムを用いて、シミュレーションを行い、自然選択と集団サイズの変化がY染色体のターンオーバーに影響を及ぼすかどうかについて調べている。XY型からZW型への性染色体ターンオーバーの遺伝モデルについては、ツチガエル のゲノム解析が終了し、集団遺伝パラメータを計算することができてから取り掛かる。
また、ゲノムの機能的制約の程度を調べるにあたり、研究に用いる生物種を決めた。今後、遺伝子の機能的制約の程度について計算し、生物種や系統で機能的制約の程度に違いがあるかどうかについて検討する。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本研究計画では、当初ツチガエル のゲノムシーケンシングを含まなかったが、本研究計画が先進ゲノム支援に採択され、新たにゲノム解析を研究計画に取り入れることができた。2018年度は本研究テーマを実施する上で必要な準備や解析を行い、研究テーマを発展させることができたと考える。

Strategy for Future Research Activity

2019年度は、精巣トランスクリプトーム解析の結果を2つの研究論文（有袋類と真獣類の比較、霊長類の中でのヒトとゴリラの共通性）として発表し、国際学会で本研究の成果を発表する予定である。また、ツチガエルのドラフトゲノムデータもデータベースで発表する。今後、ツチガエルのゲノム配列を用いて分子進化・集団遺伝学的解析を行う予定である。また、ゲノムレベルでの機能的制約の程度の推定に取り掛かる予定である。

Causes of Carryover

2018年度は予定していた国際学会には参加しなかったため、予定していた予算を使わなかった。そのため、2019年度に国際学会に参加し、本研究成果を発表することを予定している。

Research Products

• [Int'l Joint Research] テンプル大学(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: テンプル大学