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2011 Fiscal Year Annual Research Report

次世代シークエンサーを用いた人工・自然雑種の遺伝子発現ネットワーク解析

Research Project

Project/Area Number 22687021
Research InstitutionNational Institute of Genetics

Principal Investigator

長田 直樹  国立遺伝学研究所, 集団遺伝研究系, 助教 (70416270)

Keywords進化 / ゲノム / 植物
Research Abstract

異なった二種のゲノムが一つになった時に起こる相互作用を明らかにすることが本研究の目的である。異種ゲノム間の相互作用を遺伝子発現のレベルで明らかにするために,モデル生物であるシロイヌナズナの近縁種,Arabidopsis halleriとA. lyrataを材料にして,次世代シークエンサーを用いたトランスクリプトーム解析を行う.これらの二種には自然に発生したと考えられる異質倍数体,A.kamchaticaとその亜種A.k.ssp.kawasakianaが存在することが知られており,日本を含む北半球地域に生息することが知られている.これらの異質倍数体と親種の遺伝子発現様式をゲノムレベルで比較することにより,遺伝子発現の可塑性とそれに働く自然選択を明らかにする.本年度は次世代シークエンサーを利用したトランスクリプトーム解析および親種A.halleri ssp gemmiferaのゲノム配列解析を中心に研究を行った.トランスクリプトーム配列の7割以上はA. lyrataのゲノム配列上にマップされ,種特異的な塩基置換を同定することができたが,より詳細な解析を行うには,親種A. halleriのゲノム配列が必要である.A. halleriのゲノム配列の整列の結果,十分な被覆率のゲノムデータが得られたが,反復配列などの要因により,ゲノム配列はかなりの部分断片化されていた.これを克服し,より詳細なゲノム配列データを得るために,来年度以降は長距離メイトペアライブラリによるゲノム配列の整列を行う予定である.また,実験に並行して,異種間ゲノムの相互作用についての進化モデルの発展と検証を行った.特に核ゲノムにコードされている遺伝子とミトコンドリアにコードされている遺伝子の進化的相互作用について,「弱有害補完毎デル」を提唱し,霊長類の遺伝子配列よりモデルの妥当性を示した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

自然雑種のゲノム解析についてはおおむね順調に進展しているが,当初の計画にあった人工雑種の作製については進展が遅れているため.

Strategy for Future Research Activity

これまでの研究により,詳細で正確な親ゲノム配列の決定が,アリル特異的な遺伝子発現パターンの推定に非常に重要であることが分かった.今後は,より詳細な親種のゲノム配列の決定と遺伝子発現パターンによる注釈付けを行い,それをもとにして高精度な雑種の遺伝子発現解析を行うことにする.

  • Research Products

    (17 results)

All 2012 2011

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (8 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Evolutionary rates of commonly used nuclear and organelle markers of Arabidopsis relatives (Brassicaceae)2012

    • Author(s)
      Chi-Chun Huan, Kuo-Hsiang Hung, Wei-KuangWang, Chao-Li Huang, Tsai-Wen Hsu, Naoki Osada, Chi-Chuan Hwang, Tzen-Yuh Chiang
    • Journal Title

      Gene

      Volume: 499 Pages: 194-201

    • DOI

      10.1016/j.gene.2012.02.037

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Footprints of natural and artificial selection for photoperiod pathway genes in Oryza2012

    • Author(s)
      Chao-Li Huang, Cheng-Yu Hung, Yu-Chung Chiang, Chi-Chuan Hwang, Tsai-Wen Hsu, Chi-Chun Huang, Kuo-Hsiang Hung, Kun-Chan Tsai, Kuo-HsiungWang, Naoki Osada, Barbara Anna Schaal, Tzen-Yuh Chiang
    • Journal Title

      Plant J

      Volume: 70 Pages: 769-782

    • DOI

      10.1111/j.1365-313X.2012.04915.x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mitochondrial-nuclear interactions and accelerated compensatory evolution : Evidence from the primate cytochrome c oxidase complex2012

    • Author(s)
      Naoki Osada, Hiroshi Akashi
    • Journal Title

      Mol. Biol. Evol

      Volume: 29 Pages: 337-346

    • DOI

      10.1093/molbev/msr211

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] CpG site degeneration triggered by the loss of functional constraint created a highly polymorphic macaque drug-metabolizing gene, CYP1A22011

    • Author(s)
      Uno, Y., Osada, N.
    • Journal Title

      BMC Evol.Biol.

      Volume: 11 Pages: 283-283

    • DOI

      10.1186/1471-2148-11-283

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phylogenetic inconsistency caused by ancient sex-biased migration2011

    • Author(s)
      Osada, N.
    • Journal Title

      PloS ONE

      Volume: 6 Pages: e25549

    • DOI

      10.1371/joumal.pone.0025549

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characterization of MHC class I transcripts of a Malaysian cynomolgus macaque by high throughput pyrosequencing and EST libraries2011

    • Author(s)
      Aarnink, et al
    • Journal Title

      Immunogenetics

      Volume: 63 Pages: 703-713

    • DOI

      10.1007/s00251-011-0550-8

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Novel DNA sequence isolated from blood donors with high transaminase levels2011

    • Author(s)
      Sato, et al
    • Journal Title

      Hepatol.Res.

      Volume: 41 Pages: 971-981

    • DOI

      10.1111/j.1872-034X.2011.00848.x

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Compensatory Evolution between Mitochondrial and Nuclear Genomes2012

    • Author(s)
      Osada, N.
    • Organizer
      The 8^<th> Okazaki Biological Conference
    • Place of Presentation
      基礎生物学研究所(岡崎市)
    • Year and Date
      2012-03-20
  • [Presentation] 多座位データを用いたゲノムヒストリーの推定2011

    • Author(s)
      長田直樹
    • Organizer
      統計数理研究所共同利用研究集会
    • Place of Presentation
      統計数理研究所(立川市)
    • Year and Date
      2011-12-19
  • [Presentation] Inference of population history using a single genome data2011

    • Author(s)
      Osada, N.
    • Organizer
      日本分子生物学会,第34回大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • Year and Date
      2011-12-14
  • [Presentation] Genetic diversity and population history of macaque monkeys2011

    • Author(s)
      Osada, N.
    • Organizer
      Genomic Conservation and Diversity of Organisms : Beyond the NGS time of Life Science
    • Place of Presentation
      Tainan, Taiwan
    • Year and Date
      2011-12-09
  • [Presentation] メタゲノム解析とその応用2011

    • Author(s)
      長田直樹
    • Organizer
      メタゲノム解析を利用した下水道情報網基盤構築に関する研究集会
    • Place of Presentation
      諏訪市
    • Year and Date
      2011-11-27
  • [Presentation] 機能喪失とCpGサイトの崩壊による旧世界ザルCYP1A2遺伝子の高い遺伝的多様性2011

    • Author(s)
      長田直樹, 宇野泰広
    • Organizer
      日本遺伝学会,第83回大会
    • Place of Presentation
      京都大学(京都市)
    • Year and Date
      2011-09-22
  • [Presentation] Compensatory evolution between mitochondrial and nuclear genomes : evidence from primate respiratory chain complex genes2011

    • Author(s)
      Osada, N., Akashi, H.
    • Organizer
      SMBE2011
    • Place of Presentation
      京都大学(京都市)
    • Year and Date
      2011-07-27
  • [Presentation] 霊長類の中のヒト:ゲノム多様性の種間比較2011

    • Author(s)
      長田直樹
    • Organizer
      遺伝研共同研究集会:ヒト形質のゲノム発掘による新しい進化人類学の創成
    • Place of Presentation
      国立遺伝学研究所(三島市)
    • Year and Date
      2011-07-01
  • [Book] An overview of transcriptome studies in nonhuman primates. In : Post genome Biology of primates (Primatology monographs)2012

    • Author(s)
      Naoki Osada
    • Total Pages
      9-22
    • Publisher
      Springer-Verlag
  • [Book] Bucentaur (Bcnt) Gene Family : Gene Duplication and Retrotransposon Insertion In Gene Duplication2011

    • Author(s)
      Iwashita, S., Osada, N.
    • Total Pages
      383-400
    • Publisher
      InTech

URL: 

Published: 2013-06-26  

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