2022 Fiscal Year Annual Research Report
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21J01122
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | National Institute of Genetics |
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Principal Investigator |
奥出 絃太 国立遺伝学研究所, ゲノム・進化研究系, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2024-03-31
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| Keywords | イトヨ / ニホンイトヨ / 雑種不妊 / シングルセル解析 / QTL解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、現在生殖隔離が成立しつつあるイトヨとニホンイトヨとの間で、雑種個体・戻し交配個体・野外交雑帯個体などを用いることで、様々な角度から雑種異常の原因遺伝子と原因変異を同定し、候補遺伝子の機能解析や他集団・他種との比較解析により、生殖隔離によりもたらされる種分化のメカニズムを考察する。
3年計画の2年目である2022年度には、2021年度に1ヶ月おきに組織サンプリングを実施した、イトヨとニホンイトヨの雑種（精巣は異常）とイトヨおよびニホンイトヨの純系（精巣は正常）の精巣からRNAを抽出し、RNAseq法を用いた網羅的な遺伝子の発現解析を実施した。その結果、イトヨとニホンイトヨの雑種の異常な精巣では、精子形成の進行している時期に、純系の正常な精巣と比較して、いくつかの精子形成に重要な遺伝子の発現が低下していることが明らかになった。また、網羅的な遺伝子の比較解析から、雑種精巣で特異的に発現上昇・発現低下している遺伝子群も同定した。また、2021年度に作出した、ニホンイトヨのメスと様々な地域集団のイトヨや他のトゲウオ科魚類のオスとの雑種に関して、婚姻色を呈した性成熟後に精巣の様子を観察したところ、オス親としてどの地域集団のイトヨを用いた場合においても、ニホンイトヨのメスとイトヨのオスの雑種の精巣は異常になることが明らかになった。さらに、2021年度に作出したF1雑種のメスを用いて、成熟卵にイトヨのオスの精子をかけ合わることにより、雑種異常のQTL解析のための戻し交配個体を作出した。加えて、先進ゲノム支援の協力を得て、精巣異常となる雑種および正常な純系からそれぞれ精巣を摘出し、シングルセルRNAseq解析を実施し、シーケンスを得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2年目となる2022年度は、2021年度にサンプリングした精巣を用いて、予定通り精巣の組織切片の作成・フローサイトメトリーによる精子形成異常の測定・精巣のRNAseqによる網羅的な遺伝子発現解析を実施できたため、おおむね順調に進展していると考えられる。また、雑種異常の原因遺伝子同定のためのQTL解析に用いる戻し交配(BC1)個体の作出についても予定通り進行しており、順調に2023年度にはQTL解析を実施できる予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
2023年度は、2022年度に作出した多数の戻し交配（BC1）個体を用いて、精巣の状態に応じたQTL解析を実施し、ニホンイトヨのメスとイトヨのオスの雑種異常の原因領域の同定を試みる。また、2022年度に先進ゲノム支援の協力を得て実施したシングルセルRNAseqについても解析を進め、精巣異常を示す雑種特異的な細胞集団および発現変動遺伝子の同定を実施する。得られた候補遺伝子に関しては、CRISPR/Cas9法を用いた遺伝子欠失個体を作出し、候補遺伝子の機能を調査する予定である。
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