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オーソログ遺伝子群を用いた嗅覚受容体遺伝子のゲノム進化解析と環境要因との相関

Research Project

Project/Area Number 18K06359
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 45020:Evolutionary biology-related
Research InstitutionUniversity of Miyazaki (2021)
The University of Tokyo (2018-2020)

Principal Investigator

新村 芳人  宮崎大学, 農学部, 教授 (90396979)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
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: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords嗅覚受容体 / 遺伝子ファミリー / 哺乳類 / フェロモン / 苦味受容体 / ゲノム進化 / 多型 / 哺乳類の進化 / 嗅覚 / 分子進化
Outline of Annual Research Achievements

2021年度は、以下の研究実績を得た。
前年度までに、400種の哺乳類ゲノムからOR遺伝子の網羅的同定を行い、ゲノムによってアセンブル精度のばらつきを補正した。その過程で、齧歯目のヤマアラシ亜目のある種において、OR遺伝子数が著しく増加していることが見出された。その進化的・生態的な意味を明らかにするために、これまでに全ゲノム配列が明らかになった17種のヤマアラシ亜目のゲノムデータからOR遺伝子を同定し、それらをOGGに分類することで、詳細な進化解析を行った。その結果、OR遺伝子数はヤマアラシ亜目の進化過程を通じてほぼ安定しているにもかかわらず、最近になって急激に遺伝子数の増減が起きたことが明らかになった。さらに詳しい解析を行うため、フェロモン受容体であるタイプ1鋤鼻受容体(V1R)遺伝子、および苦味を受容する味覚受容体(T2R)遺伝子も解析に加えた。これらの遺伝子をゲノム配列から網羅的に同定する手法を確立し、三者の遺伝子ファミリー間で進化ダイナミクスの比較を行った。その結果、ヤマアラシ亜目の進化過程において、三者の遺伝子ファミリーの増減が同調していることが示された。また、遺伝子の増減の速度は、V1R遺伝子が最も速く、次いでOR遺伝子、最も遅いのがT2R遺伝子であった。この結果は、種特異的なフェロモン、生育環境に依存する匂い物質、そして生物間で共通した毒物である苦味物質という三者のリガンドの違いを反映していると考えられる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

新たにV1R遺伝子、T2R遺伝子の同定手法を確立し、三者の遺伝子ファミリー間でも比較解析が可能になった。このことにより、OR遺伝子の進化のダイナミクスの特徴が浮き彫りになり、「オーソログ遺伝子群を用いた嗅覚受容体遺伝子のゲノム進化解析と環境要因との相関」という課題の仕上げに向けて概ね順調に進展していると言える。

Strategy for Future Research Activity

今年度は最終年度であるので、上記の結果を論文にまとめ、国際誌に投稿する。また、昨年度までに行ったヒトOR多型データの解析結果も論文にまとめ、国際誌に投稿する。

Report

(4 results)
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report

Research Products

(47 results)

All 2022 2021 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (12 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 4 results) Presentation (24 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Invited: 8 results) Book (4 results) Remarks (3 results)

  • [Int'l Joint Research] ガーナ大学(ガーナ)

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    • Author(s)
      Akhtar, M. S., Ashino, R., Oota, H., Ishida, H., Niimura, Y., Touhara, K., Melin, A. D. and Kawamura, S.
    • Journal Title

      AS

      Volume: unassigned Issue: 2 Pages: 93-106

    • DOI

      10.1537/ase.211024

    • NAID

      130008143258

    • ISSN
      0918-7960, 1348-8570
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    • Author(s)
      新村 芳人
    • Journal Title

      FARUAW

      Volume: 57 Issue: 3 Pages: 185-189

    • DOI

      10.14894/faruawpsj.57.3_185

    • NAID

      130007993264

    • ISSN
      0014-8601, 2189-7026
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      新村芳人、東原和成
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      アロマリサーチ

      Volume: 22 Pages: 3-8

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    • Author(s)
      新村芳人
    • Journal Title

      遺伝子医学

      Volume: 11 Pages: 158-164

    • NAID

      130007602873

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    • Author(s)
      Niimura Y, Tsunoda M, Kato S, Murata K, Yanagawa T, Suzuki S, Touhara K
    • Journal Title

      Molecular Biology and Evolution

      Volume: 38 Pages: 634-649

    • DOI

      10.1093/molbev/msaa220

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  • [Journal Article] The evolution of ecological flexibility, large brains, and long lives: capuchin monkey genomics revealed with fecalFACS.2021

    • Author(s)
      Orkin JD, Montague MJ, Tejada-Martinez D, de Manuel M, del Campo J, Hernandez SC, Fiore AD, Fontsere C, Hodgson JA, Janiak MC, Kuderna LFK, Lizano E, Martin MP, Niimura Y, Perry GH, Valverde CS, Tang J, Warren WC, de Magalhaes JP, Kawamura S, Marquès-Bonet T, Krawetz R, Melin AD
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

      Volume: 118

    • DOI

      10.1073/pnas.2010632118

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    • Author(s)
      Masato Nikaido, Shinji Kondo, Zicong, Zhang, Jiaqi Wu, Hidenori Nishihara, Yoshihito Niimura, Yutaka Suzuki, Atsushi Toyoda, Asao Fujiyama, Sumio Sugano, Misako Yoneda, Chieko Kai, et al.
    • Journal Title

      DNA Research

      Volume: 27

    • DOI

      10.1093/dnares/dsaa021

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  • [Journal Article] Metabolism of odorant molecules in human nasal/oral cavity affects the odorant perception.2019

    • Author(s)
      Ijichi C, Wakabayashi H, Sugiyama S, Ihara Y, Nogi Y, Nagashima A, Ihara S, Niimura Y, Shimizu Y, Kondo K, Touhara K
    • Journal Title

      Chemical Senses

      Volume: 44 Pages: 465-481

    • DOI

      10.1093/chemse/bjz041

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  • [Journal Article] Acceleration of olfactory receptor gene loss in primate evolution: Possible link to anatomical change in sensory systems and dietary transition.2018

    • Author(s)
      Niimura Y, Matsui A, Touhara K
    • Journal Title

      Molecular Biology and Evolution

      Volume: 35 Pages: 1437-1450

    • DOI

      10.1093/molbev/msy042

    • NAID

      40021668823

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  • [Journal Article] 鼻の良いサル、鼻の悪いサル2018

    • Author(s)
      新村芳人
    • Journal Title

      The TAKASAGO Times

      Volume: 181 Pages: 28-29

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  • [Journal Article] Genetic, developmental, and adaptational background of biodiversity: investigation using morphological and genetic data extracted from biodiversity2018

    • Author(s)
      浅原正和、岸田拓士、新村芳人、鈴木仁
    • Journal Title

      Honyurui Kagaku (Mammalian Science)

      Volume: 58 Issue: 1 Pages: 119-120

    • DOI

      10.11238/mammalianscience.58.119

    • NAID

      130007428546

    • ISSN
      0385-437X, 1881-526X
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  • [Journal Article] 嗅覚受容体遺伝子の比較が明らかにした霊長目嗅覚系の退化の要因:目・鼻の形態変化と果実食から葉食への食性の変化2018

    • Author(s)
      新村芳人
    • Journal Title

      アロマリサーチ

      Volume: 75 Pages: 252-255

    • NAID

      40021668823

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      ○Muhammad Shoaib Akhtar, Ryuichi Ashino, Yoshihito Niimura, Kazushige Touhara, Amanda D. Melin, and Shoji Kawamura
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  • [Presentation] Genetic variation of multigene olfactory receptor family in humans2021

    • Author(s)
      ○Muhammad Shoaib Akhtar, Ryuichi Ashino, Yoshihito Niimura, Kazushige Touhara, Amanda D. Melin, and Shoji Kawamura
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      ○新村芳人、角田麻衣、加藤紗理、村田健、東原和成
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      ○新村芳人、角田麻衣、加藤紗理、村田健、柳川太一、鈴木俊太、東原和成
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      ○小出剛、Bhim B. Biswa、豊田敦、村山美穂、新村芳人、岸田拓士、Chris Adenyo、Boniface B. Kayang
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      ○八ツ本真司、岸田拓士、佐久間敦丈、伊原さよ子、二階堂雅人、新村芳人、東原和成
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      ○新村芳人
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      ○新村芳人、Bhim Biswa、岸田拓士、豊田敦、村山美穂、Scott Jenkins、Christopher Adenyo、Boniface B. Kayang、小出剛
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      Muhammad Shoaib Akhtar, Ryuichi Ashino, Yoshihito Niimura, Kazushige Touhara, Amanda D. Melin, and Shoji Kawamura
    • Organizer
      日本進化学会第22回オンライン大会
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      新村芳人
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      新村芳人
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  • [Presentation] ヒトおよび他の霊長類における嗅覚受容体遺伝子の進化と多様性:食性との関連性2019

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      新村芳人
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  • [Presentation] Acceleration of Olfactory Receptor Gene Loss in Primate Evolution: Possible Link to Anatomical Change in Sensory Systems and Dietary Transition2018

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  • [Presentation] Divergent evolution of olfactory receptor repertoire in New and Old World primates revealed by target capture and massive-parallel sequencing2018

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      Ryuichi Ashino, Yoshihito Niimura, Kazushige Touhara, Amanda D. Melin, Shoji Kawamura
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      SMBE 2018
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  • [Presentation] Dynamic evolution of olfactory receptor genes in mammals: Possible link to anatomy and ecology2018

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      Yoshihito Niimura
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  • [Presentation] Dynamic evolution of olfactory receptor genes in mammals: Possible link to anatomy and ecology2018

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      Yoshihito Niimura
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      新村芳人
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      43
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  • [Book] ヒトゲノム事典2021

    • Author(s)
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    • Author(s)
      Niimura Y, Ihara S, Touhara K
    • Total Pages
      20
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      9780128054086
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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-12-28  

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