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急進的環境適応の遺伝基盤を解明する野外・室内実験進化オミックス

研究課題

研究課題/領域番号 17H01445
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 進化生物学
研究機関東京都立大学

研究代表者

田村 浩一郎  東京都立大学, 理学研究科, 教授 (00254144)

研究分担者 和多田 正義  愛媛大学, 理学部, 研究員 (00210881)
野澤 昌文  東京都立大学, 理学研究科, 准教授 (50623534)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
42,120千円 (直接経費: 32,400千円、間接経費: 9,720千円)
2020年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
2019年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
2018年度: 14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円)
2017年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワード低温耐性 / 低温順化 / 人為選択 / 実験進化 / 既存変異 / 柔らかい選択的一掃 / ショウジョウバエ / 集団遺伝 / ゲノム解析 / 適応進化 / 環境適応 / ゲノム / 進化 / 自然選択
研究成果の概要

一般に生物の進化には長い時間が必要であるが、生息地の環境が激変した場合など、生物は短期間で進化することがある。そのような急進的な適応進化のメカニズムを明らかにするため、1980年代に熱帯から日本に移住したアカショウジョウバエを用い、実験集団での人為選択によって低温に対する適応進化を再現した。そして、人為選択に伴うゲノム中の遺伝子頻度の変化を調べ、実際に自然集団で生じた遺伝子頻度の変化と比較した。その結果、既存の遺伝的変異に自然選択が作用する“柔らかい選択的一掃”による適応進化であることが分かった。また、選択の対象となった原因遺伝子が存在するゲノム上の位置が予想された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

伝統的な生物進化のメカニズムは、集団中に生じた突然変異に自然選択が作用して集団中の遺伝子が置き換わり生物の表現型が変化するというもので、その場合、ゲノム中、選択の対象となった遺伝子周辺の多様性が著しく低下する“硬い選択的一掃”が生じる。しかし、このモデルではある程度の進化時間が必要とされ、急進的な適応進化は説明しにくい。そこで近年、既存の遺伝的変異に自然選択が作用する“柔らかい選択的一掃”のモデルが提唱されたが、自然集団のゲノム解析では検出しにくい。本研究の最大の成果は、実験集団を併用することによって柔らかい選択的一掃が検出できることを示したことで、進化生物学上の意義がある。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 学会発表 (17件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [学会発表] Genome evolution for cold adaptation in experimental populations of Drosophila albomicans2021

    • 著者名/発表者名
      Kondo T, Ogawa Y, Kimura T, Tanaka K, Nozawa M, Watada M, Tamura K
    • 学会等名
      Genome Concept Centennial Conference
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Population Genomic Analysis of Drosophila albomicans from Taiwan and Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Sultan Lulecioglu, Yoshitaka Ogawa, Koichiro Tamura
    • 学会等名
      日本進化学会第22回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Comparative transcriptome analysis to reveal candidate genes for cold tolerance in Drosophila albomicans at different climate regions2020

    • 著者名/発表者名
      Shikha Singh, Tomohiko Kimura, Kotoha Isobe, Koichiro Tamura
    • 学会等名
      日本進化学会第22回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Evolutionary mechanisms of temperature adaptation through alternative splicing in circadian rhythmic genes2020

    • 著者名/発表者名
      Sheetal Agarwal, Koichiro Tamura
    • 学会等名
      日本進化学会第22回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] アカショウジョウバエの低温適応の実験進化2020

    • 著者名/発表者名
      近藤朋希,小川佳孝,田中健太郎,田村浩一郎
    • 学会等名
      日本進化学会第22回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] アカショウジョウバエの温度耐性トレードオフの検証2020

    • 著者名/発表者名
      秋山茉子,田村浩一郎
    • 学会等名
      日本進化学会第22回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] "Evolve & Resequence" for cold tolerance in Drosophila albomicans2019

    • 著者名/発表者名
      近藤朋希,田中健太郎,田村浩一郎
    • 学会等名
      日本進化学会第21回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Whole genome comparisons of Drosophila albomicans populations from Taiwan and Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Luleciogle S, Ogawa Y, Tamura K
    • 学会等名
      日本進化学会第21回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Transcriptome analysis to reveals candidate genes for cold tolerance in Drosophila albomicans2019

    • 著者名/発表者名
      Singh S, Kimura T, Isobe K, Tamura K
    • 学会等名
      日本進化学会第21回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Examining temperature tolerance trade-off in Drosophila albomicans2019

    • 著者名/発表者名
      秋山茉子,田村浩一郎
    • 学会等名
      日本進化学会第21回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アカショウジョウバエの低温耐性を明らかにする"Evolve & Resequence"2019

    • 著者名/発表者名
      近藤朋希,田中健太郎,田村浩一郎
    • 学会等名
      日本遺伝学会第91回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Molecular basis of cold acclimation response for rapid adaptive evolution of cold tolerance in Drosophila albomicans2018

    • 著者名/発表者名
      Tamura, Koichiro
    • 学会等名
      The 1st AsiaEvo Conference
    • 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] Comparative transcriptome analyses for cold acclimation response in Drosophila albomicans2018

    • 著者名/発表者名
      Kimura T, SetoY, OgawaY, Nozawa M, Tamura K
    • 学会等名
      Annual Meeting of the Society for Molecular Biology and Evolution
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 人為選択実験集団を用いたアカショウジョウバエの低温耐性の研究2018

    • 著者名/発表者名
      近藤朋希,田中健太郎,田村浩一郎
    • 学会等名
      第20回日本進化学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アカショウジョウバエにおける低温耐性の人為選択の効果2018

    • 著者名/発表者名
      近藤朋希,田中健太郎,田村浩一郎
    • 学会等名
      第90回日本遺伝学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 比較トランスクリプトーム解析を用いたアカショウジョウバエの低温耐性の遺伝機構の解明2017

    • 著者名/発表者名
      木村友彦,磯部琴葉,田村浩一郎
    • 学会等名
      日本遺伝学会89回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] アカショウジョウバエの低温耐性に関する比較トランスクリプトーム解析2017

    • 著者名/発表者名
      木村友彦,磯部琴葉,田村浩一郎
    • 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
  • [備考] 田村浩一郎

    • URL

      https://www.biol.se.tmu.ac.jp/member/tamura/ja/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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