メス特異的性染色体Wの進化をカイコとクワコの比較ゲノムから明らかにする

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21380042
• Research Institution: National Institute of Agrobiological Sciences
• Principal Investigator: 門野 敬子 独立行政法人農業生物資源研究所, 昆虫ゲノム研究ユニット, 上級研究員 (40355722)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三田 和英 独立行政法人農業生物資源研究所, 昆虫科学研究領域, 特任上級研究員 (30159165) ; 阿部 広明 東京農工大学, 大学院・農学研究院, 助教 (80222660) ; 前川 秀彰 琉球大学, 熱帯生物圏研究センター・分子生命科学研究施設・遺伝子機能解析学分野, 教授 (60100096) ; 中島 裕美子 琉球大学, 熱帯生物圏研究センター・分子生命科学研究施設・遺伝子機能解析学分野, 准教授 (70244340) ; 行弘 研司 独立行政法人農業生物資源研究所, 遺伝子組換えカイコ研究開発ユニット, 主任研究員 (50343992)
• Keywords: クワコ / カイコ / 進化 / 性染色体 / W染色体 / トランスポゾン / 性決定 / Bombyx

Research Abstract

各野蚕種の系統・分岐年代はミトコンドリア等のマーカーのシークエンスで解析可能である。しかし、実際のゲノムのダイナミックな変遷を知るために、ゲノム中に存在するSINE(短鎖散在反復配列:short interspersed nuclear element)に注目した。SINEは染色体の再編成・遺伝子の発現調節等に関与し、ゲノムに最もインパクトを与えると予想される。そこでカイコ類縁野蚕ゲノムでBm1の解析を行った。Bm1およびその類似型SINEは多くのカイコガ上科のゲノムにも存在することが分かった。Bm1構造の比較解析から、Bm1の駆動部の起源は転写因子Kendoで、約5400万年前に分離したこと、およびBm1は発現部と駆動部が機能的に独立しており、相互に交換することにより進化したことがわかった。さらに、Bm1は現在も数百の活性型を持ち活発に増殖していること、Bm1の系統特異的な変異を分類することで年代測定の標識として利用可能であることを明らかにした。いっぽう、転移因子mariner-like element(MLE)は多くの生物のゲノムに存在していることから水平伝播によって広がったと考えられている。カイコにもMLEは6タイプ報告されており、タイプごとにコピー数が異なっている。その中で唯一ゲノム上に1コピーしか存在しない第6番染色体上のBmTNML座位(MLEにL1BmとBMC1が入れ子に挿入されたユニット)について、これら3つの転移因子のこの座位への挿入時期と順位を、クワコで明らかにした。3つの転移因とホストゲノみの置換速度はほぼ同じで、MLEはカイコとクワコの共通祖先のゲノムに挿入した古いMLEであること、BmamaT1は一部のクワコ集団ゲノムに最近挿入され、また抜け出たことが確認された。BmamaT1もクワコにおいて現在も活性を持っている可能性が示唆された。

Research Products

• [Journal Article] The silkworm W chromosome is a source of female-enriched piRNAs (2012)
  • Author(s): Kawaoka S, Kadota K, Arai Y, Suzuki Y, Fujii T, Abe H, Yasukochi Y, Mita K, Sugano S, Shimizu K, Tomari Y, Shimada T, Katsuma Shimada, T.
  • Journal Title: RNA Volume: 17 Pages: 2144-51
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Female sex pheromone and male behavioral responses of the bombycid moth Trilocha varians : comparison with those of the domesticated silkmoth Bombyx mori (2012)
  • Author(s): Daimon, T., Fujii, T., Yago, M., Hsu, Y.-F., Nakajima, Y., Fujii, T., Katsuma, S., Ishikawa, Y., Shimada, T.
  • Journal Title: Naturwissenschaften Volume: 99 Pages: 207-215
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular phylogeny, laboratory rearing, and karyotype of the bombycid moth, Trilocha varians (2012)
  • Author(s): Daimon, T., Yago, M., Hsu, Y.-F., Fujii, T., Nakajima, Y., Kokusho, R., Abe, H., Katsuma, S., Shimada, T.
  • Journal Title: Journal of Insect Science Volume: 12 Pages: 1-17
  • DOI: http://insectscience.org/12.49/
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 日本に生息するクワコ自然集団間の遺伝的変異 (2012)
  • Author(s): 行弘研司、河本夏雄、冨田秀一郎、瀬筒秀樹、田村俊樹、小瀬川英一、木内信、門野敬子、三田和英、味村正博、橋本拓真、伊藤雅信
  • Organizer: 日本蚕糸学会第82回大会
  • Place of Presentation: 九州大学
  • Year and Date: 20120318-20120319
• [Presentation] バキュロウイルスをベクターとしたトランスポゾン転移実験系の構築 (2012)
  • Author(s): Gurung Raj、川西祐一、山田明徳、片岡周子、松浦善治、中島裕美子、前川秀彰
  • Organizer: 日本蚕糸学会第82回大会
  • Place of Presentation: 九州大学
  • Year and Date: 20120318-20120319
• [Presentation] イチジクカサンのW染色体RAPDマーカーの探索 (2012)
  • Author(s): 惣中祐季、阿部広明、普後一、藤井告、嶋田透、大門高明
  • Organizer: 日本蚕糸学会第82回大会
  • Place of Presentation: 九州大学
  • Year and Date: 20120318-20120319
• [Presentation] カイコおよび近縁野蚕ゲノムにおけるBm1について (2012)
  • Author(s): 味村正博、三田和英, 他
  • Organizer: クワコ談話会
  • Place of Presentation: 琉球大学
  • Year and Date: 20120305-06
• [Presentation] カイコ濃核病ウイルスと抵抗性突然変異の起源 (2012)
  • Author(s): 門野敬子、味村正博、三田和英、中島裕美子、前川秀彰、行弘研司、阿部広明, 他
  • Organizer: クワコ談話会
  • Place of Presentation: 琉球大学
  • Year and Date: 20120305-06
• [Presentation] 日本産クワコの系統地理学 (2012)
  • Author(s): 行弘研司, 他
  • Organizer: クワコ談話会
  • Place of Presentation: 琉球大学
  • Year and Date: 20120305-06
• [Presentation] カイコとクワコのBmTNML座位における、転移因子の動向 (2012)
  • Author(s): 中島裕美子, 他
  • Organizer: クワコ談話会
  • Place of Presentation: 琉球大学
  • Year and Date: 20120305-06
• [Presentation] Silk Genome Opens New Silk Road for Insect Sciences and Its Applications (2011)
  • Author(s): K.Mita
  • Organizer: 22nd Congress of the International Sericultural Commission
  • Place of Presentation: Chiangmai(タイ)(パスツール賞受賞講演)
  • Year and Date: 20111214-20111217
• [Presentation] Molecular genetics of the densovirus resistance genes in Bombyx silkworms (2011)
  • Author(s): K. Kadono-Okuda, D. O. Ogoyi, H. Masui, K. Kidokoro, M. Ajimura, K. Ito, K. Yukuhiro, E. Kosegawa, Y. Banno, H. Maekawa, Y. Nakajima, K. Morimoto, M. Ichida, T. Adachi, K. Yamamoto, K. Mita
  • Organizer: 22nd Congress of the International Sericultural Commission
  • Place of Presentation: Chiangmai(タイ)
  • Year and Date: 20111214-17
• [Presentation] Ancient Mariner Transposon Targeted by Other Transposable Elements in the Genome of Bombyx mori and B.mandarina (2011)
  • Author(s): Nakagome, S., Mano, S., Nakajima, Y.
  • Organizer: Annual Meeting of the Society for Molecular Biology and Evolution
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 20110700