2022 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of evolutionary fate determination mechanisms of developmental genes after genome duplication events
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19K06689
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
荻野 肇 広島大学, 両生類研究センター, 教授 (10273856)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
越智 陽城 山形大学, 医学部, 准教授 (00505787)
井川 武 広島大学, 両生類研究センター, 准教授 (00507197)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 発生 / 進化 / ゲノム重複 / エンハンサー / 非同義置換 / 神経系 / アフリカツメガエル / ネッタイツメガエル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までに、祖先遺伝子の構造的特徴がゲノム重複によって倍加した娘遺伝子の進化運命に与える影響の解明を目的として、ngnファミリー等、祖先型２倍体ゲノムを持つネッタイツメガエルの転写因子遺伝子と、それに対する4倍体ゲノムを持つアフリカツメガエルのオーソログのペアを対象に解析を進めた。その結果、祖先遺伝子のエンハンサーの数が多いほど、倍加後に娘遺伝子が2コピーとも進化的に維持されやすいことを発見した。
今年度は、このような相関が転写因子以外の機能グループの遺伝子群にも当てはまるのか、またアフリカツメガエル以外の進化系譜で起きたゲノム重複においても当てはまるのかについて解析した。具体的には、四足動物の進化系譜と分岐した後にゲノム重複（R3）を経験した真骨魚類の１種であるゼブラフィッシュに注目し、アフリカツメガエルとゼブラフィッシュの両種において2コピーで維持されている遺伝子群と、両種でシングルトンに回帰している遺伝子群を抽出した。次にそれぞれのグループに対応するネッタイツメガエルの祖先型遺伝子群について、p300 ChIP-seq等によりそれらのエンハンサーの数を調べた。この解析の結果、2コピーで維持されている倍加遺伝子の祖先型遺伝子の方が、シングルトンに回帰した倍加遺伝子の祖先型遺伝子よりも、エンハンサーの数が統計的に有意に多いことがわかった。更に組織ごとのRNA-seqデータを用いて、両方のグループの遺伝子の発現部位数を比較したが、そこには統計的有意差は見られなかった。一方、シグナリング関連遺伝子群についても上記と同様な解析をおこなったところ、転写因子遺伝子の場合と同様に、2コピーで維持されている倍加遺伝子の祖先型遺伝子の方が、シングルトンに回帰した倍加遺伝子の祖先型遺伝子よりもエンハンサーが多いことがわかった。
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[Journal Article] Adrenergic receptor signaling induced by Klf15, a regulator of regeneration enhancer, promotes kidney reconstruction.2022
Author(s)
Suzuki, N., Kanai, A., Suzuki, Y., Ogino, H., & Ochi, H.
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Journal Title
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
Volume: 119
Pages: e2204338119
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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