古代魚の比較染色体マッピングによる脊椎動物のゲノム・染色体進化過程の解析

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26840118
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 宇野 好宣 名古屋大学, 生命農学研究科, 研究員 (60609717)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: FISH / ポリプテルス / 染色体地図 / 脊椎動物 / 核型進化 / マイクロ染色体 / 四肢動物 / 硬骨魚類

Outline of Annual Research Achievements

ポリプテルス・セネガルスの成体からヒレや腎臓、心臓を採取して細胞培養を行い、複製R-分染染色体標本を作製した。その結果、ポリプテルスは先行研究と同様に2n=36の染色体構成をしており、複製R-分染バンドにより18対のすべての染色体を識別することが可能になった。ポリプテルスのFISHマッピングには、申請者の先行研究であるネッタイツメガエルの染色体地図情報やすでに公開されているニワトリやネッタイツメガエルのゲノム情報に基づいて、ツメガエルやニワトリの染色体全域をカバーできる120個の遺伝子を選抜した。FISHマッピングによりそれらの遺伝子のポリプテルスにおける染色体上の位置を決定したのち、得られた染色体地図と他の脊椎動物のゲノム・染色体地図との比較解析を行った。その結果、ニワトリのマイクロ染色体に相同な遺伝連鎖群のほとんどは、マイクロ染色体をもたないポリプテルスでも高度に保存されていた。またニワトリのマクロ染色体に相同な遺伝連鎖群は、11個のうち7個がポリプテルスでも高度に保存されていた。これらの結果、四肢動物の共通祖先は、ニワトリと少なくとも11個のマクロ染色体連鎖群と多数のマイクロ染色体を保持していた可能性が強く示唆され、多数のマイクロ染色体を有する爬虫類、鳥類のゲノム・染色体構造は、羊膜類の共通祖先だけでなく四肢動物の共通祖先ですでに獲得されていたことが示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成26年度は、予定していたより多くの遺伝子についてFISHを用いてポリプテルスの染色体上の位置を決めることが可能となり、その結果により四肢動物の祖先核型の推定とマイクロ染色体の起源について新たな知見を得ることができた。しかしながらまだ詳細な比較解析をするためには、ポリプテルスにおいてより多くの遺伝子の染色体上の位置情報が必要である。

Strategy for Future Research Activity

平成27年度では、研究計画どおりに条鰭類のガーを中心とした解析を行う。ガーの染色体地図の作製を行い、得られた染色体地図において他の脊椎動物のゲノム・染色体地図との比較解析を行う。すでに多くの染色体標本を作製し終えているため、速やかに染色体マッピングを進めることが可能である。またポリプテルスのFISHマッピングを引き続き行い、それらの結果に基づき、詳細な比較解析を行う。

Causes of Carryover

計画当初では、ポリプテルスの細胞培養や染染色体標本ならびにFISH解析について詳細な条件検討の予備実験が必要になると思われたが、非常に効率よく進めることができ、想定していたより多くの結果を出すことができたため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

ポリプテルス1種の動物種においての解析を中心に行っていた平成26年度と異なり、平成27年度は引き続きポリプテルスでの解析と条鰭類のガーにおける解析を行う。そのため、細胞培養試薬やFISH用試薬をより多く使用することが予想されるため、次年度使用額をそれらの研究試薬に充てる。