2020 Fiscal Year Annual Research Report
ゲノム組成の変化を伴ってヨザルで実現した暗環境への適応：霊長類全般での再現性
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19H03311
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
古賀 章彦 京都大学, 霊長類研究所, 教授 (80192574)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田辺 秀之 総合研究大学院大学, 先導科学研究科, 准教授 (50261178)
飯田 敦夫 名古屋大学, 生命農学研究科, 助教 (90437278)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 適応 / ゲノム / 反復配列 / 霊長類 / 視細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、ヨザル（夜猿）での視細胞内微小レンズの獲得に関して、つぎの３つの問いを設定した。[1] ヨザルでどのような条件がそろったためにこの適応が実現したか。[2] この適応はどのくらいの期間で達成されたか。[3] 同様の適応が、霊長類全般（ヒトを含め）で起こり得るか。
１年目は主に [2] の問いに取り組み、最大 15 My（My =100万年）との結果を得ていた。獲得の開始が 20 My 年より後、完了が 5 My より前との推測から、これを導いた。２年目となる本年度は、それぞれの推測値、とくに完了の時期に関して、より強い根拠を与えるべく、厳密な実験を行った。コロンビアヨザル（Aotus lemurinus）に視細胞内微小レンズがあることの証明が、目標である。網膜のサンプルに対する免疫染色および核酸ハイブリダイゼーションを実施し、確実な証明といえる結果を得た。これを論文にして発表した。
[1] に加えて本年度は、[2] を開始した。視細胞内微小レンズは、ヘテロクロマチンが核の中央部に凝集することで、形成される。まず形成の機構の根幹部に関して、２つの可能性を考えた。[1a] 中央部に積極的に凝集を起こす機構をヨザルは獲得した。[1b] 周縁部につなぎ留める機構をヨザルは停止した。文献を精査し、矛盾のない説明は [1b] の方であると判断した。続いてその前提に立ち、関与する要因を具体的に追求した。ラミンB受容体遺伝子が、有力な候補となった。この遺伝子から作られるタンパクは、ヘテロクロマチンのメチル化部位認識して、核膜の内側につなぎ留める役を担う。この機能を停止または変更したことが想定できる。そしてヘテロクロマチンでのメチル化部位の消失や変化もまた、有力な候補となった。以上のように、要因の具体的な候補の選定に、本年度は至った。
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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
計画で設定した３つの問いのうち [2] に関して、１年目に推測として得ていた値を、２年目に厳密な実験を行って確認した。この結果を論文にまとめ、学術誌の審査に出した。審査では高い評価を得て、短期間で受理となった。
[1] の問いへの取り組みを２年目に始めたのであるが、要因の具体的な候補の選定を終えることができた。得られた候補は、これまでの分子生物学また進化生物学の多数の文献の記載に、無理なく適合する。有力な候補といえる。そしてこの候補を得て、ヨザルでの変化に関して仮説を立てた。さらに、仮説に基づく実験の具体的な計画も完了した。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度となる３年目に、[1] の問いに答えるために２年目に計画した実験および調査を、実施する。中心となる作業は２種類ある。１つは、ヨザルの網膜のサンプルを用いた免疫染色の実験である。網膜のサンプルは、以前作製したものの余剰分を少数保管してあり、これを利用する。ただし、入手する機会のきわめて限られた貴重なサンプルであるため、無駄にはできない。２年目を計画で終えたのは、このためである。３年目の当初は、計画をさらに練る。その後、実験系に検出力があることを他のサンプルを用いて確認する。しかる後に、網膜のサンブルでの実験を実施する。もう１つの手法は、バイオインフォマティクスでのゲノム情報の解析である。こちらは、様々な可能性を想定して詳しい解析を繰り返し行い、実験との相互補完を目指す。
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