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ヒトと類人猿のゲノムの大きな違い:組換え頻度に関する仮説のゲノム編集を用いた検証

研究課題

研究課題/領域番号 15H04427
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 自然人類学
研究機関京都大学

研究代表者

古賀 章彦  京都大学, 霊長類研究所, 教授 (80192574)

研究分担者 田辺 秀之  総合研究大学院大学, 先導科学研究科, 准教授 (50261178)
平井 啓久  京都大学, 霊長類研究所, 教授 (10128308)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2016年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2015年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード進化 / ヒト / 類人猿 / ゲノム / 染色体 / 反復配列 / 多様性 / 霊長類 / ヘテロクロマチン / 遺伝学 / 人類学 / 組換え
研究成果の概要

チンパンジーやゴリラは、染色体端部に、反復DNAを主成分とする特殊な構造物をもつ。ヒトではこれが消失している。チンパンジーの染色体からこの構造物を取り除くと、染色体腕部での組換え頻度が上昇した。また、チンパンジーの減数分裂で、この構造物が内部で組換えを起こすことを示す状況を見出し、染色体腕部の組換えを抑制するとの推測につながった。この構造物の消失が、染色体の構成の多様性をヒトにもたらしたと、考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ゲノムプロジェクトの結果から、ヒトとチンパンジーの間の塩基配列の違いは数%程度と推定された。しかしこれは、塩基配列の対応がつく部分を選び出しての推定値である。対応がつかない領域は、比較の対象に含まれていない。そのような領域の大部を占める要素として、反復DNAを主成分とする染色体端部の特殊な構造物がある。本研究課題は、この構造物の消失がヒトの進化へ及ぼした影響を追求し、ゲノム構成の多様性につながったとの推測を支持する結果を得た。ヒトへの進化に関して、効果は大きいと考えられるものの見過ごされている一面である。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 5件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 10件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 6件、 招待講演 7件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] University of Firenze(イタリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Kasetsart University(タイ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] フィレンツェ大学(イタリア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Kasetsart University(タイ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Florence(イタリア)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Kasetsart University(タイ)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Fusion of piggyBac-like transposons and herpesviruses occurs frequently in teleosts2018

    • 著者名/発表者名
      Inoue Y, Kumagai M, Zhang X, Saga T, Wang D, Koga A, *Takeda H
    • 雑誌名

      Zoological Letters

      巻: 4 号: 1 ページ: 6-6

    • DOI

      10.1186/s40851-018-0089-8

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evolutionary Origin of OwlRep, a Megasatellite DNA Associated with Adaptation of Owl Monkeys to Nocturnal Lifestyle2017

    • 著者名/発表者名
      Nishihara Hidenori、Stanyon Roscoe、Kusumi Junko、Hirai Hirohisa、Koga Akihiko
    • 雑誌名

      Genome Biology and Evolution

      巻: 10 号: 1 ページ: 157-165

    • DOI

      10.1093/gbe/evx281

    • NAID

      120006469173

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Co-Opted Megasatellite DNA Drives Evolution of Secondary Night Vision in Azara’s OwlMonkey2017

    • 著者名/発表者名
      1)Koga A, Tanabe H, Hirai Y, Imai H, Imamura M, Oishi T, Stanyon R, Hirai H
    • 雑誌名

      Genome Biology and Evolution

      巻: 9 号: 7 ページ: 1963-1970

    • DOI

      10.1093/gbe/evx142

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] DNA-based transposable elements with nucleotide sequence similar to Tol2 from medaka fish are prevalent in cyprinid fishes2017

    • 著者名/発表者名
      Ishiyama S Yamazaki K, Kurihara F, Yamashita D, Sao K, Hattori A, *Koga A
    • 雑誌名

      Gene Repors

      巻: 9 ページ: 37-45

    • DOI

      10.1016/j.genrep.2017.08.004

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Complete fusion of a transposon and herpesvirus created the Teratorn mobile element in medaka fish2017

    • 著者名/発表者名
      Inoue Yusuke、Saga Tomonori、Aikawa Takumi、Kumagai Masahiko、Shimada Atsuko、Kawaguchi Yasushi、Naruse Kiyoshi、Morishita Shinichi、Koga Akihiko、Takeda Hiroyuki
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 号: 1 ページ: 551-551

    • DOI

      10.1038/s41467-017-00527-2

    • NAID

      120006822516

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Night monkey hybrids exhibit de novo genomic and karyotypic alterations: the first such case in primates2017

    • 著者名/発表者名
      *Hirai H, Hirai Y, Morimoto M, Kaneko A, Kamanaka Y, Koga A
    • 雑誌名

      Genome Biology and Evolution

      巻: 9 (4) 号: 4 ページ: 945-955

    • DOI

      10.1093/gbe/evx058

    • NAID

      120006822503

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Formation of functional CENP-B boxes at diverse locations in repeat units of centromeric DNA in New World monkeys.2016

    • 著者名/発表者名
      Kugou K, Hirai H, Masumoto H, Koga A.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 27833-27833

    • DOI

      10.1038/srep27833

    • NAID

      120005818231

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An LTR retrotransposon-derived gene displays lineage-specific structural and putative species-specific functional variations in eutherians2016

    • 著者名/発表者名
      Irie M, Koga A, Kaneko-Ishino T, *Ishino F
    • 雑誌名

      Frontiers in Chemistry

      巻: 23 (4) ページ: 26-26

    • DOI

      10.3389/fchem.2016.00026

    • NAID

      120005838154

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] CENP-B box, a nucleotide motif involved in centromere formation, occurs in a New World monkey2016

    • 著者名/発表者名
      Suntronpong A, Kugou K, Masumoto H, Srikulnath K, Ohshima K, Hirai H, *Koga A
    • 雑誌名

      Biology Letters

      巻: 12 号: 3 ページ: 20150817-20150817

    • DOI

      10.1098/rsbl.2015.0817

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Regulation of functional KCNQ1OT1 lncRNA by beta-catenin2016

    • 著者名/発表者名
      Sunamura, N. Ohira, T. Kataoka, M. Inaoka, D. Tanabe, H. Nakayama, Y. Oshimura, M. Kugoh, H.
    • 雑誌名

      Scientific reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1038/srep20690

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Higher-order repeat structure in alpha satellite DNA occurs in New World monkeys and is not confined to hominoids2015

    • 著者名/発表者名
      Penporn Sujiwattanarat, Watcharaporn Thapana, Kornsorn Srikulnath, Yuriko Hirai, Hirohisa Hirai, Akihiko Koga
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 14 号: 1 ページ: 10315-10315

    • DOI

      10.1038/srep10315

    • NAID

      120005758209

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Adaptation of owl monkeys to nocturnal lifestyle driven by rapid expansion of simple repeat sequence to form megasatellite DNA2018

    • 著者名/発表者名
      Koga A, Nishihara H, Stanyon R, Hirai H
    • 学会等名
      Society for Molecular Biology and Evolution 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 夜猿はサテライトDNAを巧みに利用し短期間で夜間視力を高めた2018

    • 著者名/発表者名
      古賀章彦、田辺秀之、Roscoe Stanyon、西原秀典、平井啓久
    • 学会等名
      日本遺伝学会第90回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Recruitment and co-option of megasatellite DNAs coordinately facilitated adaptation of owl monkeys to nocturnal lifestyle2018

    • 著者名/発表者名
      Koga A
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamic role changes among three megasatellite DNAs associated with adaptation of owl monkeys to nocturnal lifestyle2018

    • 著者名/発表者名
      Koga A
    • 学会等名
      2018 International Joint Conference on Genetics and Medicine
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 反復 DNA の出現・移動・消失でもたらされるゲノムの大きな変化2017

    • 著者名/発表者名
      古賀章彦、平井啓久
    • 学会等名
      第33回日本霊長類学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 夜猿が昼行性から夜行性に戻ったことの分子レベルでの証拠2017

    • 著者名/発表者名
      古賀章彦
    • 学会等名
      日本進化学会第19回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Tol2トランスポゾンの分布と構造から推測されるホスト間の移動2017

    • 著者名/発表者名
      石山涼太郎、山﨑健太朗、栗原史弥、山下大介、佐尾賢太郎、服部明正、古賀章彦
    • 学会等名
      日本遺伝学会第89回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Amplification of tandem repeat DNA may be responsible for a rapid shift from diurnality to nocturnality in a primate taxon2016

    • 著者名/発表者名
      Koga A, Tanabe H, Hirai H
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] セントロメア反復配列の急速な入れ替わり:テナガザルとヨザルの例2016

    • 著者名/発表者名
      古賀章彦、平井啓久
    • 学会等名
      日本遺伝学会第88回大会
    • 発表場所
      日本大学国際関係学部(静岡県三島市)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Rapid replacement of centromeres by a varianttype repetitive DNA in a primate taxon2016

    • 著者名/発表者名
      Koga A
    • 学会等名
      Society for Molecular Biology and Evolution Conference 2016
    • 発表場所
      Gold Coast Convention and Exhibition Centre (Australia)
    • 年月日
      2016-07-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヘルペスウイルスと一体化した巨大DNAトランスポゾンAlbatross2015

    • 著者名/発表者名
      井上雄介、佐賀友則、相川拓海、森下真一、成瀬清、島田敦子、古賀章彦、武田洋幸
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] CENP-B box is likely to confer a selective advantage on its host organism2015

    • 著者名/発表者名
      Suntrompong A,、久郷和人、舛本寛、平井啓久、古賀章彦
    • 学会等名
      第87回日本遺伝学会大会
    • 発表場所
      東北大学川内北キャンパス(仙台市)
    • 年月日
      2015-09-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Transition from diurnal to nocturnal life in the owl monkey may be associated with rapid amplification of constitutive heterochromatin2015

    • 著者名/発表者名
      Koga A
    • 学会等名
      International Symposium "Non-coding DNA and Chromosomal Integrity"
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場(兵庫県淡路市)
    • 年月日
      2015-08-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 夜行性への移行に関与したと考えられるヨザルの大規模反復配列2015

    • 著者名/発表者名
      古賀章彦、平井啓久
    • 学会等名
      第31 回日本霊長類学会大会
    • 発表場所
      京都大学百周年時計台記念館(京都市)
    • 年月日
      2015-07-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Higher-order repeat structure in centromere-region satellite DNA occurs in a wide range of primates2015

    • 著者名/発表者名
      Koga A, Hirai Y, Sujiwattanarat P, Thapana W, Baicharoen S, Srikulnath K, Hirai H
    • 学会等名
      The 5th Asian Chromosome Colloquium
    • 発表場所
      Kasetsart University(タイ王国バンコク市)
    • 年月日
      2015-04-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Role of spatial positioning of chromosome territories: Evolutionary views and characteristics2015

    • 著者名/発表者名
      Tanabe H
    • 学会等名
      The 5th Asian Chromosome Colloquium
    • 発表場所
      Kasetsart University(タイ王国バンコク市)
    • 年月日
      2015-04-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] ヒトと類人猿に見られる非コードDNAの大きな違い(小林武彦編「ゲノムを司るインターメア:非コードDNAの新たな展開」の第15章)2015

    • 著者名/発表者名
      古賀章彦
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-09-27  

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