無性生殖の遺伝的基盤の探索と染色体分配の制御機構の解明

• Project/Area Number: 18J00928
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Evolutionary biology
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 三品 達平 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2018-04-25 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 全ゲノム関連解析 / 無性生殖 / 卵母細胞 / 減数分裂 / 性の進化 / 遺伝基盤 / フナ / 倍数性 / ゲノミクス / 染色体分配

Outline of Annual Research Achievements

稀に有性生殖する無性型３倍体フナをモデルとして、集団ゲノム解析および細胞学的な解析から無性生殖の分子基盤を解明することが本研究の目的である。これまでの２年間に実施してきた集団ゲノム解析から、３倍体フナの無性生殖の責任候補遺伝子を得ることができた。そこで３年目は、主に①無性生殖の起源の解明、②３倍体フナの無性生殖における組換えの有無の検証、③候補遺伝子の機能解析のための基盤構築、に取り組んだ。
まず、①無性生殖の起源を明らかにするために責任候補遺伝子における系統解析を実施したところ、無性型３倍体フナは、フナ属魚類の別種レベルに分化した未知の系統との交雑起源と示唆された。また、②組換えの有無を検証するために、ゲノム縮約的に遺伝子多型情報を取得し、親子間での遺伝子型を比較した結果、従来の仮説通りに組換えがないことを支持する結果が得られた。最後に、③無性生殖の責任遺伝子・変異の機能解析を実施するための基盤構築として、ゼブラフィッシュ卵母細胞を対象として抗体染色やFISH等による紡錘体、動原体、セントロメア、極体などの可視化手法の検討、減数分裂のライブイメージング技術の開発を進めた。今後は、これらの技術を利用してフナにおける無性生殖の責任候補遺伝子の人工mRNAをゼブラフィッシュ卵母細胞にマイクロインジェクションすることで、無性生殖の表現型が誘導されるかを検討する予定である。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Characterizing the spatial and temporal occurrence patterns of the endangered botiid loach Parabotia curtus by environmental DNA analysis using a newly developed species-specific primer set. (2021)
  • Author(s): Sugiura K, Tomita S, Minamoto T, Mishina T, Iwata A, Abe T, Yamamoto S, Watanabe K
  • Journal Title: Ichthyological Research Volume: 68 Issue: 1 Pages: 152-157
  • DOI: 10.1007/s10228-020-00756-4
  • NAID: 40022462123
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Prc1-rich kinetochores are required for error-free acentrosomal spindle bipolarization during meiosis I in mouse oocytes (2020)
  • Author(s): Shuhei Yoshida, Sui Nishiyama, Lisa Lister, Shu Hashimoto, Tappei Mishina, Aurélien Courtois, Hirohisa Kyogoku, Takaya Abe, Aki Shiraishi, Meenakshi Choudhary, Yoshiharu Nakaoka, Mary Herbert & Tomoya S. Kitajima
  • Journal Title: Nature communications Volume: － Issue: 1 Pages: 2652-2652
  • DOI: 10.1038/s41467-020-16488-y
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The Genetic Basis of Morphological Diversity in Domesticated Goldfish (2020)
  • Author(s): Kon Tetsuo、Omori Yoshihiro、Fukuta Kentaro、Wada Hironori、Watanabe Masakatsu、Chen Zelin、Iwasaki Miki、Mishina Tappei、Matsuzaki Shin-ichiro S.、Yoshihara Daiki、Arakawa Jumpei、Kawakami Koichi、Toyoda Atsushi、Burgess Shawn M.、Noguchi Hideki、Furukawa Takahisa
  • Journal Title: Current Biology Volume: 30 Issue: 12 Pages: 2260-2274.e6
  • DOI: 10.1016/j.cub.2020.04.034
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 不均一な湖沼環境における非カウンターシェーディング原因アリルの進化的維持 (2021)
  • Author(s): 早崎佑亮, 三品達平, 柿岡諒, 山崎曜, 田畑諒一, 永野惇, 伊藤僚祐, 小宮竹史, 渡辺勝敏, 小北智之
  • Organizer: 日本生態学会
• [Presentation] 琵琶湖産ヒガイ属における非カウンターシェーディングの進化 (2020)
  • Author(s): 早崎佑亮, 三品達平, 柿岡諒, 伊藤僚祐, 山﨑曜, 小宮竹史, 田畑諒一, 渡辺勝敏, 小北智之
  • Organizer: 日本魚類学会年会
• [Presentation] フナ類における無性型３倍体の起源とゲノム多様性 (2019)
  • Author(s): 三品達平・井口恵一朗・武島弘彦・橋口康之・西田睦・渡辺勝敏
  • Organizer: 日本魚類学会