種分化種形成に関与する遺伝子の単離とそのメカニズムの解明

• Project/Area Number: 00J09891
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: 系統・分類
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 寺井 洋平 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2000 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,900,000); Fiscal Year 2002: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2001: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2000: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: シクリッド / 性選択 / 体表模様 / 光受容体 / 形態形成 / 種分化種形成

Research Abstract

本研究ではカワズズメ科魚類、(シクリッド)を用いて種分化種形成に関与してきた遺伝子の単離とそのメカニズムの解明を目的としている。そしてその候補の遺伝子として視覚と体表模様の形成に関与する遺伝子に着目してきた。これまでに本研究で光受容体タンパクの一つ、LWSビクトリア湖のシグリッドで非常に多様化し、またその変異が種内に固定し種分化種形成に関与してきたことを明らかにしてきた。そこで今年度はその変異の機能的な変化を明らかにし種分化種形成にどのように関与してきたかを検証するために、光受容体タンパクのオプシン遺伝子を培養細胞内で発現させ、そのタンパク質を抽出し吸収波長の変化を調べることを試みた。その結果、LWSの培養紬胞内での発現がウェスタンブロットで確認され、現在吸収波長の測定を行っている。また、体表模様の形成に関わる遺伝子hagoromoについてシクリッド生体の皮下での強制発現による色素細胞の分化を試みた。その結果皮下での遺伝子の強制発現に成功し、現在色素細胞の誘導、分化を検出することを行っている。
これまでの本研究の成果を雑誌に掲載した。顎、歯の形態形成についてはbmp4遺伝子の進化についての論文を掲載した(Mol.Biol.Evol.19:1628-32.2002.)。体表模様についてはhagoromo遺伝子の進化についての論文を掲載した(Mol.Biol.Evol.19:574-8.2002)。視覚についてはロドプシンとLWS遺伝子の準化についての論文をそれぞれ掲載した(Mol.Biol.Evol.19:1807-11.2002.;PNAS 99:15501-6.2002.)。

Research Products

• [Publications] Terai Y, Morikawa N, Kawakami K, Okada N.: "Accelerated Evolution of the Surface Amino Acids in the WD-Repeat Domain Encoded by the hagoromo Gene in an Explosively Speciated Lineage of East African Cichild Fishes"Molecular Biology and Evolution. 19. 1303-1312 (2002)
• [Publications] Terai Y, Morikawa N, Okada N.: "The evolution of the pro-domain of bone morphogenetic protein 4 (bmp4) in an explosively speciated lineage of East african cichlid fishes"Molecular Biology and Evolution. 19. 1628-1632 (2002)
• [Publications] Sugawara T, Terai Y, Okada N.: "Natural selection of the rhodopsin gene during the adaptive radiation of East african great lakes cichlid fishes"Molecular Biology and Evolution. 19. 1807-1811 (2002)
• [Publications] Nishihara H, Terai Y, Okada N.: "Characterization of Novel Alu-and tRNA-Related SINEs from the Tree Shrew and Evolutionary Implications of Their Origins"Molecular Biology and Evolution. 19. 1964-1972 (2002)
• [Publications] Terai Y, Mayer WE, Klein J, Tichy H, Okada N.: "The effect of selection on a long wavelength-sensitive (LWS) opsin gene of Lake Victoria cichlid fishes"Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 99. 15501-15506 (2002)
• [Publications] Terai, Y., Takahashi, K., Okada, N.: "SINEs as probes for ancient explosion of speciation-A "hidden" adaptive radiation of African cichlids?"Molecular Biology and Evolution. (印刷中). (2003)