2015 Fiscal Year Annual Research Report
ヘビからカエルへの遺伝子水平伝播：起源系統と発生地域の解明および媒介生物の特定
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26291080
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
倉林 敦 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (00327701)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大島 一彦 長浜バイオ大学, バイオサイエンス学部, 准教授 (60282852)
松田 洋一 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (70165835)
森 哲 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (80271005)
細 将貴 京都大学, 白眉センター, 特定助教 (80557695)
佐藤 宏 山口大学, 獣医学部, 教授 (90211945)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 遺伝子水平伝播 / 分子系統 / 次世代シークエンサー / 系統地理 / 寄生虫 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ヘビからカエルへの遺伝子水平伝播という興味深い進化現象について、1)どのヘビの系統からどのカエルの系統に水平伝播が生じたのか、2）どの地域でどの時代に水平伝播が生じたのか、3）どのような生物（寄生虫や吸血性昆虫と予想される）がこの水平伝播を媒介したのかを明らかにすることを目的としている。H27年度は、これら目的を達成するために、以下の研究を実施した。
1）サンプル収集：これまでに標本数が少なかった、マダガスカル産の原始的なヘビ類の組織サンプルを収集した。
2）PCR増幅と次世代シークエンサー解析:昨年と本年度に収集したヘビ113種とカエル162種について、水平伝播遺伝子のPCR増幅を行った。一部の種については、ドイツにて実験を実施した。その結果、ヘビでは、約96 %の種 (108種)から、カエルでは、全体では約36 % (59種)の種から水平伝播遺伝子の増幅が確認できた。さらに、PCR増幅された水平伝播遺伝子DNAのうち、ヘビ48種について、ゲル抽出精製の後、PacBioRSIIを用いて次世代シークエンス解析を行った。その結果、各ヘビ種について、平均790リード・130万塩基対のデータが得られた。
3）昨年度得られた水平伝播遺伝子の塩基配列情報に基づき、分子系統解析を行った。その結果、これまでに情報のあるヘビとカエル種間だけでも、7回の水平伝播が生じたことが分かった。さらに、その7回のうち4回までがマダガスカルで生じていた。さらに、マダガスカルにおいては、進化的なヘビ系統から原始的なヘビ系統への遺伝子水平伝播が生じたことが示唆された。
4) 水平伝播を仲介した候補寄生虫の探索の過程で、爬虫類に寄生する線虫の1種が、東南-東アジア広域に渡ってほとんど同じ塩基配列を持つことを発見した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
サンプル収集、PCR増幅、次世代シークエンサーデータ解析パイプラインの構築は順調に進んだ。一方で、PCR増幅断片を精製し、次世代シークエンサー解析用のサンプルを作る過程に時間がかかり、結果的に次世代シークエンス解析がやや遅れた。
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| Strategy for Future Research Activity |
・PCR増幅断片を精製し、次世代シークエンサー解析用のサンプルを作成する行程が律速要因である。この行程は、これ以上の簡便化が難しいため、研究補助員の雇用等で対応する必要がある。
・爬虫類・両生類の寄生虫の収集を開始したが、これらサンプルの収集率は低い。国内・国外の機関との連携を強化し、収集の効率を高める。
・H27年度に実施できなかった、水平伝播遺伝子の可視化（染色体FISH）などの研究を押し進める。
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| Causes of Carryover |
・実験の遅れにより、外注予定であった次世代シークエンス解析の発注が遅れているため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
・実験の効率化を図るための研究員の雇用費として使用する予定である。
・H27年度に実施できなかった次世代シークエンサー解析の外注費として使用する予定である。
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