Molecular basis on cannibalism

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K19266
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 新村 毅 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (50707023)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2021-03-31
• Keywords: 共喰い / カニバリズム / 全ゲノムシークエンス / 集団ゲノム解析 / RNA-seq

Outline of Annual Research Achievements

21世紀以降、家畜福祉（アニマルウェルフェア）はグローバルスタンダードとなり、ニワトリ用のケージ飼育が世界的に禁止となり、広い空間に数千羽以上を放し飼いにする管理方法への移行が始まっている。しかしながら、そこではニワトリ同士の共喰いが多発するため、この問題行動の遺伝的制御が世界的な課題となっている。動物の共喰いは、無脊椎動物の他、魚類から霊長類に至るまで、1,500種以上の動物で確認されているものの、共喰いの制御機構はあらゆる生物において未解明であり、家畜の共喰いは非適応的で生産性を大きく損なうものである。本研究は、なぜ同種の仲間を殺して食べてしまうのか？という問いに、分子の言葉で初めて答えようとする挑戦的な研究課題である。この研究課題に対し、多階層的な技術を結集し、共喰いの分子制御機構を明らかにすると共に、年間数兆円を超す大きな経済損失を招いている問題行動の育種基盤を構築することを目的としている。
2019年度は、我が国が有するニワトリバイオリソースの大規模な表現型解析を実施し、共喰いの程度が異なる品種を同定した。また、それらの品種から採集した血液からDNAを抽出し、全ゲノム解析を行うと共に、脳サンプリングを実施しRNA-seqの準備を整えた。

Current Status of Research Progress

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

Reason

実験１では共喰いの程度が異なる品種を同定し、全ゲノム解析までを実施することができ、実験２ではRNA-seqの準備までを整えることができたため。

Strategy for Future Research Activity

実験１）ゲノム解析（集団遺伝学的解析）：全ゲノムシークエンス情報を、さらに追加し、これまでに得られている全ゲノム情報と合わせて集団ゲノム解析を行うことで、共喰いを支配している遺伝子の候補を抽出する。
実験２）網羅的遺伝子発現解析（RNA-seq）：サンプリングした脳からRNAを抽出しているため、RNA-seqを実施することで、共喰いをしている個体・していない個体で発現変動している遺伝子を抽出する。

Causes of Carryover

今年度までに終了しなかった次世代シークエンスの受託解析分について、来年度に実施して支出するため。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Uppsala University(スウェーデン)
  • Country Name: SWEDEN
  • Counterpart Institution: Uppsala University
• [Int'l Joint Research] Columbia University(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: Columbia University
• [Journal Article] The quail genome: insights into social behaviour, seasonal biology and infectious disease response (2020)
  • Author(s): Morris KM, Hindle MM, Boitard S, Burt DW, Danner AF, Eory L, Forrest HL, Gourichon D, Gros J, Hillier L, Jaffredo T, Khoury H, Leterrier C, Loudon A, Mason AS, Meddle SL, Minvielle1 F, Minx P, Pitel F, Seiler JP, Shimmura T, Tomlinson C, Vignal A, Webster RG, Yoshimura T, Warren WC, Smith J
  • Journal Title: BMC Biology Volume: 18 Pages: 1-14
  • DOI: 10.1186/s12915-020-0743-4
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Cholecystokinin induces crowing in chickens (2019)
  • Author(s): Shimmura Tsuyoshi、Tamura Mai、Ohashi Shosei、Sasaki Asuka、Yamanaka Takamichi、Nakao Nobuhiro、Ihara Kunio、Okamura Shinsaku、Yoshimura Takashi
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 9 Pages: 1-7
  • DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-019-40746-9
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Seasonal regulation of the lncRNA LDAIR modulates self-protective behaviours during the breeding season (2019)
  • Author(s): Nakayama Tomoya、Shimmura Tsuyoshi、Shinomiya Ai、Okimura Kousuke、Takehana Yusuke、Furukawa Yuko、Shimo Takayuki、Senga Takumi、Nakatsukasa Mana、Nishimura Toshiya、Tanaka Minoru、Okubo Kataaki、Kamei Yasuhiro、Naruse Kiyoshi、Yoshimura Takashi
  • Journal Title: Nature Ecology & Evolution Volume: 3 Pages: 845～852
  • DOI: https://doi.org/10.1038/s41559-019-0866-6
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Action spectrum for photoperiodic control of thyroid-stimulating hormone in Japanese quail (Coturnix japonica) (2019)
  • Author(s): Nakane Yusuke、Shinomiya Ai、Ota Wataru、Ikegami Keisuke、Shimmura Tsuyoshi、Higashi Sho-Ichi、Kamei Yasuhiro、Yoshimura Takashi
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 14 Pages: 845-852
  • DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0222106
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Toward Animal Computer Interaction (2019)
  • Author(s): Shimmura T
  • Organizer: The 14th International Conference on Environmental Enrichment
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Remarks] 研究室HP
  • URL: https://tsuyoshishimmura.wixsite.com/website-1