2013 Fiscal Year Annual Research Report

カスタム育種デザインのためのブタ遺伝子発現調節領域の多様性の解明

Research Project

Project/Area Number	25292190
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Research Institution	National Institute of Agrobiological Sciences
Principal Investigator	上西博英独立行政法人農業生物資源研究所, 家畜ゲノム研究ユニット, 主任研究員 (80391556)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	小川智子独立行政法人農業生物資源研究所, 家畜ゲノム研究ユニット, 主任研究員 (90466011) 中島郁世独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 畜産草地研究所, 主任研究員 (60355063)
Project Period (FY)	2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords	ゲノム / プロモータ / 多型 / ブタ
Research Abstract	ブタにおいて脂肪の合成・代謝等に関わる遺伝子群について、ヒト遺伝子におけるGene Ontologyに基づく分類から選定した遺伝子でブタで対応するもの、及びブタ皮下脂肪由来脂肪前駆細胞の分化刺激に伴い2倍以上の発現量の変化を示す遺伝子から合計2,000個弱の遺伝子を抽出した。それらの中でブタでコード領域全長が確定していない遺伝子について、研究代表者らが保有するブタ完全長cDNAライブラリーより対応するcDNAクローンを単離し、次世代シーケンサーを用いた全長解読を行うことで、ブタにおける脂質関連遺伝子の配列の確認と転写開始点の推定を行った。これらの遺伝子の配列について、ブタの最新のゲノム塩基配列（Sscrofa10.2）上で非翻訳領域も含めたmRNA先頭位置から4kb上流までと、先頭位置から100bp下流までの合計4.1kbについてゲノムDNA濃縮が可能なプローブセットの設計を行った。このプローブセットにより濃縮可能なブタゲノム領域は合計10.2Mbであると想定された。さらに、このセットを用いて日本における代表的な供用品種であるデュロック、ランドレース、大ヨークシャー各1頭ずつについてゲノムDNAの濃縮と次世代シーケンサーを用いた解読、さらに多型解析のためのパイプラインの構築とその評価を行った。この3頭の解読結果とSscrofa10.2ゲノム塩基配列をリファレンスとした解析により、500個以上の一塩基多型（SNP）を検出することができた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 平成25年度においては、プロモータ領域を含むゲノムDNAの濃縮のためのプローブセットを設計・作成し、それを用いたシーケンシングに着手することを目標としていたが、問題なく達成することができた。さらに、シーケンシング結果を用いた解析パイプラインの構築についても既に行い、プロモータ領域中の多型検出が問題なく行えることを確認しており、今後の研究も問題なく遂行できるものと考えられる。
Strategy for Future Research Activity	平成26年度は、前年度から引き続いてプロモータ領域の濃縮を行ったブタゲノムDNAの次世代シーケンサーを用いた塩基配列解読を行う。日本国内の主要供用品種（デュロック、ランドレース、大ヨークシャー、バークシャー）に加えて、皮下脂肪厚等において特徴的な東洋品種（梅山豚等）や、ニホンイノシシ等も加えた数十頭を配列解読の対象として、プロモータ領域の配列の品種毎の特徴について明らかにすることを試みる。さらに、平成26～27年度においては、プロモータ領域中で転写調節因子が結合すると考えられる場所の推定と、その品種間での分布の差違のsequence-based typingによる検証を行う。さらに、これらの遺伝子発現に影響を与えると考えられる多型については、培養細胞系を用いたレポーターアッセイによる検証等を行うことで、プロモータ多型の品種改良への利用における有効性の検討も行う。これらのプロモータ多型については、研究代表者らが運営しているブタ完全長cDNA情報データベース（PEDE, http://pede.dna.affrc.go.jp/）と連動する形で、プロモータ多型データベースを構築して情報提供できる環境を整備し、品種改良における指標としての活用を可能にすることを目指す。
Expenditure Plans for the Next FY Research Funding	プロモータ領域の推定を行うために必要な完全長cDNA等の新規のシーケンシング対象のcDNAクローン数について未確定な部分があったが、100クローン程度のシーケンシングで十分であったため、予定していた金額全額を使用せずに本年度の目標を達成することが可能であったため。平成26年度以降において、プロモータ領域の解析対象個体はより多く確保された方が品種間の多型の特長がよりはっきりするため、各品種数頭程度の解析頭数の増加を検討している。また、リシーケンシングによる多型の確認や、多型のレポーターアッセイによる効果の検証をより多く行うことで、脂肪関連形質を左右する可能性のある多型のより広範囲な検証が可能になるものと考えられ、可能な範囲でデータ数を増加させることを考えたい。