脊椎動物における味覚受容体TAS1Rの新規レパートリーの機能解明

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19H03272
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 西原 秀典 東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (10450727)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石丸 喜朗 明治大学, 農学部, 専任准教授 (10451840) ; 戸田 安香 明治大学, 研究・知財戦略機構, 研究推進員 (10802978)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 味覚受容体 / 脊椎動物 / 進化

Outline of Annual Research Achievements

本研究では顎口類の共通祖先においてTAS1R遺伝子がどのようなプロセスで多様化し、また現在の各生物種に至るまでどのような配列進化と機能進化を遂げてきたのかを解明することが目的である。今年度は機能解析のための基盤情報を揃えるため、複数の脊椎動物種について機能解析のための全遺伝子レパートリーの配列情報の収集をおこなった。アホロートルに関しては既知のゲノムおよびトランスクリプトームの一次データから独自にアセンブルをおこない、全レパートリーのほぼ完全長を決定した。肺魚に関しても既知のトランスクリプトームデータの再アセンブルにより新規TAS1R遺伝子を可能な限り再構築した。また一部の生物種については予定通りクローニングを進めており、培養細胞を用いたリガンド特定のために実験を開始することができている。ただし機能の検出が十分にできなかった遺伝子もあり、それについては今後実験条件を検討し改善する必要がある。また発現解析についてもプローブの作製が完了し順調に進行中である。これら機能解析と発現解析は次年度以降も予定通り継続する。さらに本研究の発展のために新規クレードを保有する生物種を可能な限り多く特定し、各系統におけるTAS1R遺伝子の重複と消失を含めた包括的進化史を正確に明らかにすることが不可欠である。そのために数十種の脊椎動物のゲノム情報に基づいて全TAS1Rを同定し、その遺伝子ファミリーの多様性の全体像を掴むべく研究を進める予定である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

遺伝子レパートリーの正確な配列情報の収集は順調に進行している。また培養細胞を用いた機能解析と発現解析についても計画通りに進んでいる。これまでに一部の遺伝子についてはリガンドの特定ができなかったが、これについては今後の実験条件の検討と改善により解決できる可能性が高いと考えている。

Strategy for Future Research Activity

最近のゲノム情報の急速な進展から、脊椎動物の各系統におけるTAS1R遺伝子重複と消失の歴史を正確に明らかにすることが可能であると考えられる。そこでTAS1Rファミリーの進化的多様性の全容を明らかにするため、次年度以降は50種以上の脊椎動物のゲノム情報に基づいた全TAS1R遺伝子の同定を進める。またリガンドが未特定の遺伝子については順次解析を進めるとともに、機能がこれまで十分に明らかにできなかった遺伝子に関しては実験条件を再検討する。発現解析についても計画通り進める予定である。また遺伝子重複プロセスを詳細に解明するためシンテニー解析をおこなう予定である。