線虫を用いた単為生殖のゲノム基盤解明

• 研究課題/領域番号: 17H03609
• 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: ゲノム生物学
• 研究機関: 国立遺伝学研究所
• 研究代表者: 小原 雄治 国立遺伝学研究所, 先端ゲノミクス推進センター, 特任教授 (70135292)
• 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: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円); 2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2018年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2017年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
• キーワード: ゲノム進化 / ロングリードシーケンス / PacBio / Irys / ハプロタイプ / 長距離DNAシーケンス / 遺伝子 / 比較ゲノム

研究成果の概要

有性生殖の意義は生物学における長年の課題である。モデル生物C.elegansに最も近い種である線虫Diploscapter coronatusは長期にわたり単為発生を続けてきたと考えられる。この線虫のゲノムを解析したところ、染色体は1対（2n=2）であり、相同染色体が互いに約６％という高いヘテロ性を示すことがわかり、減数分裂に関わる遺伝子の欠損や異常が見つかってきた。
本研究では、さらに長鎖シーケンスの手法を用いて染色体レベルに近いphasing（相同染色体毎の完全配列決定）を行い、C.elegansゲノムとの関係を明らかにした。その結果、染色体融合を含めた複雑なゲノム進化が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

線虫は多様な生殖様式を示す種があり、今後ゲノム解析が進展し、多くの近縁種との比較ができれば、単為生殖へのプロセスを明らかにし、有性生殖の意義にも迫れるかもしれない。生殖は社会的に興味が持たれる課題であり、生物学における長年の課題である有性生殖について手がかりを得られればインパクトは大きい。

研究成果

• [国際共同研究] ケルン大学(ドイツ)
• [国際共同研究] ケルン大学(ドイツ)
• [国際共同研究] ケルン大学(ドイツ)
• [国際共同研究] ケルン大学(ドイツ)
• [雑誌論文] Genome analysis of Diploscapter coronatus: insights into molecular peculiarities of a nematode with parthenogenetic reproduction (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiraki Hideaki、Kagoshima Hiroshi、Kraus Christopher、Schiffer Philipp H.、Ueta Yumiko、Kroiher Michael、Schierenberg Einhard、Kohara Yuji
  • 雑誌名: BMC Genomics 巻: 18 号: 1 ページ: 478-478
  • DOI: 10.1186/s12864-017-3860-x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Differences in the genetic control of early egg development and reproduction between C. elegans and its parthenogenetic relative D. coronatus. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kraus C, Schiffer PH, Kagoshima H, Hiraki H, Vogt T, Kroiher M, Kohara Y, Schierenberg E.
  • 雑誌名: EvoDevo 巻: 8 号: 1 ページ: 16-16
  • DOI: 10.1186/s13227-017-0081-y
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [備考] D.coronatus ゲノムデータベース
  • URL: http://nematode.lab.nig.ac.jp/d_coronatus
• [備考] D.coronatus ゲノムデータベース
  • URL: https://nematode.nig.ac.jp/d_coronatus
• [備考] D.coronatus ゲノムデータベース
  • URL: http://nematode.lab.nig.ac.jp/d_coronatus/