霊長類の自然集団に注目した感覚関連遺伝子の多様性の探索と適応進化の検証

2012 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22247036
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 河村 正二 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (40282727)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 東原 和成 東京大学, 農学生命科学研究科, 教授 (00280925) ; 太田 博樹 北里大学, 医学部, 准教授 (40401228) ; 今井 啓雄 京都大学, 霊長類研究所, 准教授 (60314176) ; 松本 晶子 琉球大学, その他部局等, 教授 (80369206)
• Project Period (FY): 2010-04-01 – 2014-03-31
• Keywords: 霊長類 / 感覚受容遺伝子 / 野生集団 / 遺伝的多型 / 適応進化 / 国際情報交換

Research Abstract

メガネザル3種（ボルネオメガネザルTarsius bancanus、フィリピンメガネザルT. syrichta、スラウェシメガネザルT. tarsier）のL/Mオプシン遺伝子を単離した。近縁なボルネオメガネザルとフィリピンメガネザルはそれぞれMタイプ、Lタイプと異なるのに対し、それらの外系統となるスラウェシメガネザルはLタイプであった。イントロンとエクソン同義塩基サイトによる遺伝子系統関係は種の系統関係と一致したのに対し、エクソン非同義塩基サイトによる遺伝子系統樹では同じLタイプのフィリピンメガネザルとスラウェシメガネザルがより近縁でMタイプのボルネオメガネザルは外系統となった。このことはそれら3種の共通祖先でLとMタイプが種内多型として存在したことを支持しており、したがって新世界ザルと類似して3色型色覚が一部のメスに現れる多型色覚であったことを支持している。さらにこのことはそれらが昼行性あるいは昼夜行性であったことを支持している。一方、メガネザルの共通祖先は化石証拠からすでに巨眼であったことが知られており、このことはそれらが夜行性であったことを支持している。一見相矛盾するこれらの結果は3色型色覚が昼行性になってから進化したのではなく、霊長類の祖先が完全な夜行性活動性でなく、桿体と錐体の両方が機能しうる薄明時活動性であり、そこで3色型色覚も進化した可能性を示唆している。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

主要な研究対象と予定していた新世界ザルに加え、原猿類であるメガネザルの祖先種に3色型色覚を含む色覚多型があった可能性を示すことができた。新世界ザルであるオマキザルとクモザルの苦味受容体遺伝子TAS2R1について、それぞれのアミノ酸レベルの多型に対し受容体再構成を行ないカルシウムイメージングを実施した。確定的結果は得られていないが、ヒトで示された苦味物質に対する感受性がヒトとは異なることが示唆された。

Strategy for Future Research Activity

色覚の様相の異なるホエザル（恒常的3色型）、オマキザル（3アレル型多型色覚）、クモザル（2アレル型多型色覚）、ヨザル（1色型完全色盲）に対し、苦味受容体のin vitro機能解析を進める。ホエザルに見出された3色型色覚の多型及びメキシコのクモザルに見出した新規L/Mオプシンアレルの頻度調査と視物質再構成実験を進め、非狭鼻猿類の色覚多型と狭鼻猿類の恒常的3色型色覚の進化的意義についての理解を進める。

Research Products

• [Journal Article] Inferred L/M cone opsin polymorphism of ancestral tarsiers sheds dim light on the origin of anthropoid primates (2013)
  • Author(s): Melin, A.D., Matsushita, Y., Moritz, G.L., Dominy, N.J. and Kawamura, S.
  • Journal Title: Proceedings of the Royal Society B Volume: 280 Pages: 20130189
  • DOI: 10.1098/rspb.2013.0189
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Functional diversity of bitter taste receptor TAS2R16 in primates (2012)
  • Author(s): Imai, H., Suzuki, N., Ishimaru, Y., Sakurai, T., Yin, L., Pan, W., Abe, K., Misaka, T. and Hirai, H.
  • Journal Title: Biology Letters Volume: 8 Pages: 652-656
  • DOI: 10.1098/rsbl.2011.1251
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Eco-Geographical Diversification of Bitter Taste Receptor Genes (TAS2Rs) among Subspecies of Chimpanzees (Pan troglodytes) (2012)
  • Author(s): Hayakawa, T., Sugawara, T., Go, Y., Udono, T., Hirai, H. and Imai, H.
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 7 Pages: e43277
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0043277
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 色覚多型を示す新世界ザル野生集団における苦味受容体遺伝子群の種内変異と採食果実の香気成分分析 (2012)
  • Author(s): 河村正二、櫻井児太摩、白須未香、松下裕香、Melin, A.、Bergstrom, M.、今井啓雄、東原和成、太田博樹、Aureli, F.、Fedigan, L.
  • Organizer: 第66回日本人類学会
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学日吉キャンパス、横浜市
  • Year and Date: 20121102-20121104
• [Presentation] 夜行性メガネザル3種のL/Mオプシン遺伝子と共通祖先に維持された色覚多型の検討 (2012)
  • Author(s): 河村正二、松下裕香、Melin, A.、Moritz, G.、Dominy, N.
  • Organizer: 第84回日本遺伝学会
  • Place of Presentation: 九州大学医学部百年講堂･同窓会館、福岡
  • Year and Date: 20120924-20120926
• [Presentation] 新世界ザル野生集団における苦味受容体遺伝子群の種内変異と採食果実の香気成分分析 (2012)
  • Author(s): 河村正二、櫻井児太摩、白須未香、松下裕香、Melin, A.、Bergstrom, M.、今井啓雄、東原和成、太田博樹、Aureli, F.、Fedigan, L.
  • Organizer: 第14回日本進化学会
  • Place of Presentation: 首都大学東京南大沢キャンパス、八王子
  • Year and Date: 20120821-20120824
• [Presentation] Improvement of chromatic resolution of L/M opsin alleles in atelid New World monkeys (2012)
  • Author(s): Kawamura, S., Matsumoto, Y., Matsushita, Y., Ozawa, N., Nakata, M., Kasagi, S. and Hiramatsu, C.
  • Organizer: The 24th Congress of the International Primatological Society (IPS 2012)
  • Place of Presentation: Cancun Convention Center, Cancun, Mexico
  • Year and Date: 20120812-20120817
• [Presentation] Assessment of bitter taste receptor gene variation and dietary fruit odorants in natural populations of color-vision polymorphic New World Monkeys (2012)
  • Author(s): Kawamura, S., Sakurai, K., Bergstrom, M., Shirasu, M., Matsushita, Y., Melin, A., Imai, H., Touhara, K., Oota, H., Aureli, F. and Fedigan, L.
  • Organizer: The 24th Congress of the International Primatological Society (IPS 2012)
  • Place of Presentation: Cancun Convention Center, Cancun, Mexico
  • Year and Date: 20120812-20120817
• [Presentation] Possible anomalous trichromacy of color vision by hybrid L/M opsin genes in wild howler monkeys, Alouatta (2012)
  • Author(s): Matsushita, Y., Oota, H., Welker, B., Pavelka, M. and Kawamura, S.
  • Organizer: The 24th Congress of the International Primatological Society (IPS 2012)
  • Place of Presentation: Cancun Convention Center, Cancun, Mexico
  • Year and Date: 20120812-20120817
• [Presentation] Visual pigments, treeshrews, and the origins of primates (2012)
  • Author(s): Melin, A. D., Moritz, G. L., Wells, K., Kawamura, S. and Dominy, N. J.
  • Organizer: The 24th Congress of the International Primatological Society (IPS 2012)
  • Place of Presentation: Cancun Convention Center, Cancun, Mexico
  • Year and Date: 20120812-20120817
• [Presentation] Male immigration in spider monkeys? (2012)
  • Author(s): Schaffner, C. M., Murillo, E., Di Fiore, A., Kawamura, S. and Aureli, F.
  • Organizer: The 24th Congress of the International Primatological Society (IPS 2012)
  • Place of Presentation: Cancun Convention Center, Cancun, Mexico
  • Year and Date: 20120812-20120817
• [Presentation] :新世界ザル野生集団における苦味受容体遺伝子群の多様性と採食果実の香気成分分析 (2012)
  • Author(s): 河村正二、櫻井児太摩、白須未香、松下裕香、Melin, A.、Bergstrom, M.、今井啓雄、東原和成、太田博樹、Aureli, F.、Fedigan, L.
  • Organizer: 第28回日本霊長類学会
  • Place of Presentation: 椙山女学園星ヶ丘キャンパス、名古屋
  • Year and Date: 20120706-20120708
• [Presentation] メガネザル3種のL/Mオプシン遺伝子解析による共通祖先色覚多型の検討 (2012)
  • Author(s): 松下裕香、Melin, A.、Moritz, G.、Dominy, N.、河村正二
  • Organizer: 第28回日本霊長類学会
  • Place of Presentation: 椙山女学園星ヶ丘キャンパス、名古屋
  • Year and Date: 20120706-20120708
• [Presentation] Mutations improving chromatic resolution of L/M opsin alleles in atelid New World monkeys (2012)
  • Author(s): Kawamura, S., Matsumoto, Y., Matsushita, Y., Ozawa, N., Nakata, M., Kasagi, S. and Hiramatsu, C.
  • Organizer: The 20th Annual Meeting of the Society for Molecular Biology and Evolution 2012 (SMBE 2012)
  • Place of Presentation: The Convention Centre Dublin, Ireland
  • Year and Date: 20120623-20120626
• [Presentation] Color vision variation of trichromacy by L/M hybrid genes in wild populations of New World howler monkeys (2012)
  • Author(s): Matsushita, Y., Oota, H., Welker, B., Pavelka, M. and Kawamura, S.
  • Organizer: The 20th Annual Meeting of the Society for Molecular Biology and Evolution 2012 (SMBE 2012)
  • Place of Presentation: The Convention Centre Dublin, Ireland
  • Year and Date: 20120623-20120626
• [Book] Polymorphism and adaptation of primate colour vision. In: Evolutionary Biology: Mechanisms and Trends (Pontarotti, P. ed.) (2012)
  • Author(s): Melin, A. D., Hiramatsu, C., Fedigan, L. M., Schaffner, C. M, Aureli, F. and Kawamura, S.
  • Total Pages: 225-241
  • Publisher: Springer-Verlag, Berlin Heidelberg
• [Book] 第8章コラム：霊長類型3色型色覚をめぐる「謎」. In: 進化：生命のたどる道 (長谷川眞理子 日本語版監修) (2012)
  • Author(s): 河村正二
  • Total Pages: 208-209
  • Publisher: 岩波書店
• [Remarks] 河村正二研究室ホームページ
  • URL: http://www.jinrui.ib.k.u-tokyo.ac.jp/kawamura-home.html
• [Remarks] Shoji Kawamura Lab Home Page
  • URL: http://www.jinrui.ib.k.u-tokyo.ac.jp/kawamura-home-E.html