2013 Fiscal Year Annual Research Report
ネムリユスリカの乾燥無代謝休眠を支えるゲノムの進化
Publicly Offered Research
| Project Area | Genetic bases for the evolution of complex adaptive traits |
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| Project/Area Number |
25128714
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Research Institution | National Institute of Agrobiological Sciences |
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Principal Investigator |
黄川田 隆洋 独立行政法人農業生物資源研究所, 昆虫機能研究開発ユニット, 主任研究員 (60414900)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ゲノム / 進化 / 昆虫 / 乾燥耐性 / 複合適応形質 |
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| Research Abstract |
乾燥無代謝休眠するネムリユスリカが、乾燥に適応する過程で高頻度の遺伝子重複が生じさせたことをつきとめた。ARIdと命名したこの領域には、LEAタンパク質やチオレドキシンのような乾燥耐性に関連した遺伝子がタンデムに多重化した状態で存在していた。そこで本研究は、ネムリユスリカのドラフトゲノム解析を深化させつつ、ARIdを構成する遺伝子の塩基配列情報を個体群間や種間で比較し、それらがコードするタンパク質の機能分化を調べることで、乾燥しても死に至らないという生命現象を可能にした進化過程を明らかにする。
これまで、ナイジェリア個体群を用いてネムリユスリカのゲノム解析を行ってきた。ネムリユスリカは、アフリカの半乾燥地帯に広く点在することが分かっている。そこで、マラウィ個体群を採集し、HiSeq2000(100bp, Paired-end)によるゲノム解析を行った。その結果、56,450,317 x 2リード（11,290,063,400 bp）が得られた。Depthは、およそ100倍に相当した。現在、変異データと遺伝子アノテーション情報を合わせた解析、および、個体群に特異的な遺伝子の抽出などを進めている。
マラウィ個体群のゲノムにも、LEAタンパク質やチオレドキシンを含むARIdは存在していたが、パラログ化した遺伝子の種類が、両個体群間で異なっていた。共通の祖先型のゲノムから、2つの個体群がそれぞれの経路で進化したことを示唆していると思われる。
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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
当初の計画通りに、ネムリユスリカ以外のユスリカのサンプリングを終え、マラウィ個体群のゲノムリシーケンスも終了した事から、おおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
・ARIDを構成する遺伝子ファミリーの進化：アフリカの半乾燥地帯に点在するネムリユスリカの個体群と、生息地域を同じくする他種のユスリカのゲノム比較をすることで、ネムリユスリカの乾燥耐性機能の進化過程を考察する。
・ネムリユスリカ特異的に存在するLEAタンパク質の機能分化：乾燥耐性生物に特異的に存在するLEAタンパク質に着目し、各パラログの発現解析と機能解析を行うことで、水平伝播と遺伝子多重化がもたらしたタンパク質の機能分化の可能性を探る。
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Research Products
(18 results)
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[Journal Article] An abundant LEA protein in the anhydrobiotic midge, PvLEA4, acts as a molecular shield by limiting growth of aggregating protein particles2013
Author(s)
Hatanaka R, Hagiwara-Komoda Y, Furuki T, Kanamori Y, Fujita M, Cornette R, Sakurai M, Okuda T, Kikawada T
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Journal Title
Insect Biochemistry and Molecular Biology
Volume: 43
Pages: 1055-1067
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Comparative genome sequencing reveals genomic signature of desiccation tolerance in the anhydrobiotic midge2014
Author(s)
Gusev O, Suetsugu Y, Cornette R, Kawashima T, Logacheva M, Kondrashov A, Penin A, Hatanaka R, Kikuta S, Shimura S, Katayose Y, Matsumoto T, Shagimardanova E, Alexeev D, Govorun V, Wisecaver J, Mikheyev A, Koyanagi R, Nishiyama T, Shigenobu S, Shibata T.F, Galygina V, Hasebe M, Okuda T, Satoh N, Kikawada T
Organizer
New Frontiers in Anhydrobiosis
Place of Presentation
ポミシェ、フランス
Year and Date
20140323-20140327
Invited
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[Presentation] Understanding the evolution of anhydrobiosis in the sleeping Chironomid, Polypedilum vanderplanki, by comparative genomics2013
Author(s)
Cornette R, Gusev O, Suetsugu Y, Okuda T, Kawashima T, Sato N, Nishiyama T, Hasebe M, Kikawada T
Organizer
5th International Symposium of Environmental Physiology of Ectotherms and Plants
Place of Presentation
ロンドン、カナダ
Year and Date
20130812-20130816
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