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2021 Fiscal Year Annual Research Report

採食適応に着目した霊長類と非霊長類哺乳類のゲノム・メタゲノム収斂進化の解明

Research Project

Project/Area Number 19K16241
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

早川 卓志  北海道大学, 地球環境科学研究院, 助教 (00758493)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords霊長類 / 有袋類 / ゲノム / メタゲノム / 収斂進化 / 全ゲノム解析 / 樹液食 / シロアリ食
Outline of Annual Research Achievements

多様な食性(果実食、葉食、樹液食、昆虫食、肉食、その他)をそれぞれの種の特徴として持つ動物として多様化した哺乳類を対象に、特に霊長類の特殊性に注目して、その採食適応のゲノム・メタゲノム基盤と、種を越えた収斂進化について注目する研究を実施した。今年度はその研究計画の最終年度であり、試料収集・実験の着地点の模索、論文の執筆、次年度の研究への展開について吟味した。本研究で特に注目したことのひとつは樹液食である。樹液食は、哺乳類としては珍しい食性であるが、マーモセット類やスローロリス類などの霊長類や、フクロモモンガやオポッサムなどの有袋類が樹液を摂食する。これらに共通するのは小型の樹上性哺乳類であり、樹上で用意に入手できる繊維質として分類群を越えて収斂進化した食性であると言える。繊維の分解には腸内細菌が貢献する。コモマーモセット、スローロリス、オポッサムの複数種について、採食内容が既知の個体から糞便を採取し、メタゲノム解析を実施した。その結果、樹液の繊維分解に貢献していると思われる腸内細菌種をDNAで同定することができた。この内容については現在、論文の投稿を準備中である。また、シロアリ食をするオーストラリアのナンバット(フクロアリクイ)やハリモグラの全ゲノム解析をおこない、味覚に関連する遺伝子がシロアリ食に適応していることがわかった。シロアリは社会性昆虫のため、アリ塚から大量にタンパク源として採食することができ、多くの霊長類も利用している。霊長類の全ゲノムデータは2010年代から急速に増えているが、霊長類全種の全ゲノム解析に迫る国際研究プロジェクト(The Primate Genome Project)と連携体制と構築し、本研究計画のテーマである「ゲノム・メタゲノム収斂」を発展させる基盤が整った。

  • Research Products

    (20 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (6 results) Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 6 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Sydney/University of Adelaide/Australian National University(オーストラリア)

    • Country Name
      AUSTRALIA
    • Counterpart Institution
      University of Sydney/University of Adelaide/Australian National University
  • [Int'l Joint Research] University of Copenhagen(デンマーク)

    • Country Name
      DENMARK
    • Counterpart Institution
      University of Copenhagen
  • [Int'l Joint Research] 中国科学院昆明動物学研究所(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      中国科学院昆明動物学研究所
  • [Int'l Joint Research] Federal University of Pernambuco(ブラジル)

    • Country Name
      BRAZIL
    • Counterpart Institution
      Federal University of Pernambuco
  • [Int'l Joint Research] Bogor Agricultural University(インドネシア)

    • Country Name
      INDONESIA
    • Counterpart Institution
      Bogor Agricultural University
  • [Int'l Joint Research]

    • # of Other Countries
      2
  • [Journal Article] Initiation of the Primate Genome Project2022

    • Author(s)
      Wu DD, Qi XG, Yu L, Li M, Liu ZJ, Yoder AD, Roos C, Hayakawa T, Rogers J, Marques-Bonet T, Su B, Yao YG, Zhang YP, Zhang G
    • Journal Title

      Zoological Research

      Volume: 43 Pages: 147~149

    • DOI

      10.24272/j.issn.2095-8137.2022.001

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Genome assembly of the numbat (Myrmecobius fasciatus), the only termitivorous marsupial2022

    • Author(s)
      Peel Emma、Silver Luke、Brandies Parice、Hayakawa Takashi、Belov Katherine、Hogg Carolyn J.
    • Journal Title

      Gigabyte

      Volume: 2022 Pages: 1~17

    • DOI

      10.46471/gigabyte.47

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Lowered sensitivity of bitter taste receptors to β-glucosides in bamboo lemurs: an instance of parallel and adaptive functional decline in TAS2R16?2021

    • Author(s)
      Itoigawa Akihiro、Fierro Fabrizio、Chaney Morgan E.、Lauterbur M. Elise、Hayakawa Takashi、Tosi Anthony J.、Niv Masha Y.、Imai Hiroo
    • Journal Title

      Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences

      Volume: 288 Pages: -

    • DOI

      10.1098/rspb.2021.0346

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Lactobacillus nasalidis sp. nov., isolated from the forestomach of a captive proboscis monkey (Nasalis larvatus)2021

    • Author(s)
      Suzuki-Hashido Nami、Tsuchida Sayaka、Hayakawa Takashi、Sakamoto Mitsuo、Azumano Akinori、Seino Satoru、Matsuda Ikki、Ohkuma Moriya、Ushida Kazunari
    • Journal Title

      International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology

      Volume: 71 Pages: -

    • DOI

      10.1099/ijsem.0.004787

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stomach and colonic microbiome of wild Japanese macaques2021

    • Author(s)
      Lee Wanyi、Hayakawa Takashi、Kurihara Yosuke、Hanzawa Maho、Sawada Akiko、Kaneko Akihisa、Morimitsu Yoshiki、Natsume Takayoshi、Aisu Seitaro、Ito Tsuyoshi、Honda Takeaki、Hanya Goro
    • Journal Title

      American Journal of Primatology

      Volume: 83 Pages: -

    • DOI

      10.1002/ajp.23242

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Phylogeographic history of Japanese macaques2021

    • Author(s)
      Ito Tsuyoshi、Hayakawa Takashi、Suzuki-Hashido Nami、Hamada Yuzuru、Kurihara Yosuke、Hanya Goro、Kaneko Akihisa、Natsume Takayoshi、Aisu Seitaro、Honda Takeaki、Yachimori Syuji、Anezaki Tomoko、Omi Toshinori、Hayama Shin‐ichi、Tanaka Mikiko、Wakamori Hikaru、Imai Hiroo、Kawamoto Yoshi
    • Journal Title

      Journal of Biogeography

      Volume: 48 Pages: 1420~1431

    • DOI

      10.1111/jbi.14087

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Early origin of sweet perception in the songbird radiation2021

    • Author(s)
      Toda Yasuka、Ko Meng-Ching、Liang Qiaoyi、Miller Eliot T.、Rico-Guevara Alejandro、Nakagita Tomoya、Sakakibara Ayano、Uemura Kana、Sackton Timothy、Hayakawa Takashi、Sin Simon Yung Wa、Ishimaru Yoshiro、Misaka Takumi、Oteiza Pablo、Crall James、Edwards Scott V.、Buttemer William、Matsumura Shuichi、Baldwin Maude W.
    • Journal Title

      Science

      Volume: 373 Pages: 226~231

    • DOI

      10.1126/science.abf6505

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Evolution of the primate glutamate taste sensor from a nucleotide sensor2021

    • Author(s)
      Toda Yasuka、Hayakawa Takashi、Itoigawa Akihiro、Kurihara Yosuke、Nakagita Tomoya、Hayashi Masahiro、Ashino Ryuichi、Melin Amanda D.、Ishimaru Yoshiro、Kawamura Shoji、Imai Hiroo、Misaka Takumi
    • Journal Title

      Current Biology

      Volume: 31 Pages: 4641~4649.e5

    • DOI

      10.1016/j.cub.2021.08.002

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Comparing the gut microbiome along the gastrointestinal tract of three sympatric species of wild rodents2021

    • Author(s)
      Anders Jason L.、Moustafa Mohamed Abdallah Mohamed、Mohamed Wessam Mohamed Ahmed、Hayakawa Takashi、Nakao Ryo、Koizumi Itsuro
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41598-021-99379-6

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 飼育下の樹液食霊長類における樹液給餌と腸内細菌叢の関係について2022

    • Author(s)
      早川卓志
    • Organizer
      第3回京都大学霊長類研究所技術部セミナー「野生から学ぶ、飼育霊長類の食事」
    • Invited
  • [Presentation] 動物園由来試料を用いた霊長類のゲノム・トランスクリプトーム解析2022

    • Author(s)
      早川卓志
    • Organizer
      第50回ホミニゼーション研究会「人類進化と遺伝子」
  • [Presentation] Comparative analysis of gut microbiome in wild- and captive-born gum-eating slow lorises2022

    • Author(s)
      Kohei Kanetsuna, Natsumi Iijima, Takashi Hayakawa.
    • Organizer
      The 17th International Symposium on Primatology and Wildlife Science
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 毒物センサーである苦味受容体の機能と進化2021

    • Author(s)
      早川卓志
    • Organizer
      第48回日本毒性学会学術年会
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 北海道大学 大学院地球環境科学研究院 環境生物科学部門 生態遺伝学分野 早川研究室

    • URL

      https://noah.ees.hokudai.ac.jp/hayakawa/index.html

URL: 

Published: 2022-12-28  

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