2008 Fiscal Year Annual Research Report
昆虫の核DNAにおける「ニセ」のミトコンドリアDNAの解析と利用技術の開発
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19580058
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| Research Institution | National Institute of Agrobiological Sciences |
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Principal Investigator |
村路 雅彦 National Institute of Agrobiological Sciences, 昆虫-昆虫・植物間相互作用研究ユニット, 主任研究員 (20355746)
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| Keywords | 昆虫 / DNA塩基配列 / 偽遺伝子 / ミトコンドリアDNA / 核酸 / 分子進化 |
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| Research Abstract |
コセアカアメンボの偽ミトコンドリアDNA(NUMTs)塩基配列をもとに、特異的増幅のためのプライマーを作成した。これを用いたPCR産物の長さは、反復配列の有無により、地域個体群間で異なっていた。それらを用いて交雑させ親子間でNUMTsの長さを比較したところ、本DNAは母性遺伝せず、核DNAとして遺伝することが確認できた。国内各地で採集した本種と近縁種で、NUMTsと真正のミトコンドリアDNA(mtDNA)の塩基配列を比較したところ、前者は本種が単独種として分岐・独立した後に、mtDNAから進化したことが示された。このことは特定種のmtDNAの情報が他種に適用できないことを示す一方、他種で開発されたPCRなどの検出法は、それがmtDNAにもとづくものであっても、別種のmtDNAの検出を保証できないことを示している。
この問題を解決する方策として、当面は多くのmtDNA領域について長い断片を解析することが有効であると考えられた。NUMTsは断片化しやすい傾向があると考えられ、しかもmtDNAとは異なる進化パターンを持つことから、複数領域で得られた結果が一致すれば、それらはmtDNAを反映していると考えられる。ここではNUMTsの多様化を調べるための基礎として、このような塩基配列の変異を調べた。その結果、本種には多様な地理的変型があり、過去の分子進化や分布拡大の経路は地史に関する学説と一致することが分かった。次年度はNUMTsによって結果を確認するとともに、マーカーとしての有効性を示す。
このほか、本年度はゴマダラカミキリ、ケブカアカチャコガネおよびミバエ類などに対象を絞りNUMTsとmtDNAの解析を実施した。ゴマダラでは、極めて多様なNUMTsが検出された。国内多地点の試料について、NUMTsの可能性を排除して分子系統解析を実施したところ、多くの変異型の存在と、人間活動による分布攪乱が示された。しかし攪乱域の範囲は、NUMTsとmtDNAでは異なり、遺伝様式が特異なmtDNAのマーカーとしての限界が示された。今後はNUMTsをマーカー化し、今回の結果と詳細に比較する。
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