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適応放散の分子機構解明に向けたビクトリア湖沼生物ゲノムの多様性の網羅比較

研究課題

研究課題/領域番号 17H04606
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分海外学術
研究分野 生物多様性・分類
研究機関東京工業大学

研究代表者

二階堂 雅人  東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (70432010)

研究分担者 佐々木 剛  東京農業大学, 農学部, 教授 (00581844)
高橋 鉄美  兵庫県立大学, 自然・環境科学研究所, 教授 (70432359)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2019年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2018年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2017年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
キーワードシクリッド / 適応放散 / ゲノム比較 / 平行進化 / 集団遺伝 / 野外調査 / ビクトリア湖 / 東アフリカ / 全ゲノム比較 / ゲノム多様性
研究成果の概要

我々は東アフリカのビクトリア湖に生息するシクリッドの適応放散や平行進化が、祖先多型(SGV)由来のアリルに自然選択が働くことで達成されたとの仮説を提唱し、その検証をおこなった。計3回の野外調査により、ビクトリア湖、タンガニィカ湖のシクリッド標本を約40種、500個体収集した。ビクトリア湖産シクリッド3種18個体について、DxyとFstに着目した全ゲノム解析の結果、種間で高度に分化した遺伝子を網羅的に単離することに成功し、その中にはSGV由来の遺伝子が数多く含まれることが分かった。本研究によりシクリッドの種分化や適応にはSGVに由来する遺伝子が数多く関与していることが強く示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

適応進化や平行進化のメカニズムについては、自然選択による斬新的なステップの積み重ねによって進化が達成されるとする既存のダーウィン進化論のみでの説明は難しく、それに加えて新たな進化理論による説明が必要であった。本研究は、祖先状態において存在する多型に自然選択が働くことで適応放散が達成される可能性を示した。このことは1800年代から続く進化論争に新しい概念を生み出すものであり、現在の地球上における生物多様性の理解にも大きな貢献をするものと考えており、その学術的・社会的な意義は大きいと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] タンザニア水産研究所(タンザニア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Evolution of <i>V1R</i> pheromone receptor genes in vertebrates: diversity and commonality2019

    • 著者名/発表者名
      Nikaido, M.
    • 雑誌名

      Genes & Genetic Systems

      巻: 94 号: 4 ページ: 141-149

    • DOI

      10.1266/ggs.19-00009

    • NAID

      130007738055

    • ISSN
      1341-7568, 1880-5779
    • 年月日
      2019-08-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Morphology, phylogeny, and taxonomy of two species of colonial volvocine green algae from Lake Victoria, Tanzania2019

    • 著者名/発表者名
      Nozaki Hisayoshi、Matsuzaki Ryo、Kashindye Benedicto Boniphace、Ezekiel Charles Nyarongo、Shaban Sophia、Kawachi Masanobu、Aibara Mitsuto、Nikaido Masato
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 14 号: 11 ページ: e0224269-e0224269

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0224269

    • 関連する報告書
      2019 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] Patterns of genomic differentiation between two Lake Victoria cichlid species, Haplochromis pyrrhocephalus and H. sp. ‘macula’.2019

    • 著者名/発表者名
      Takuno S, Miyagi R, Onami J, Takahashi-Kariyazono S, Sato A, Tichy H, Nikaido M, Aibara M, Mizoiri S, Mrosso DJH, Mzighani S, Okada N, Terai Y.
    • 雑誌名

      BMC Evolutionary Biology

      巻: 19 号: 1 ページ: 68-68

    • DOI

      10.1186/s12862-019-1387-2

    • 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
  • [学会発表] 全ゲノム配列解析による異なる湖底環境に生息するヴィクトリア湖産シクリッド3種の適応過程の解明2020

    • 著者名/発表者名
      中村遥奈、相原光人、豊田敦、伊藤武彦、二階堂雅人
    • 学会等名
      日本動物学会関東支部第72回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] シクリッドにおける唇肥大化の平行進化メカニズム2020

    • 著者名/発表者名
      畑島諒、豊田敦、梶谷嶺、伊藤武彦、二階堂雅人
    • 学会等名
      日本動物学会関東支部第72回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 全ゲノム配列解析による異なる湖底環境に生息するヴィクトリア湖産シクリッド3種の適応過程の解明2020

    • 著者名/発表者名
      中村遥奈、相原光人、豊田敦、伊藤武彦、二階堂雅人
    • 学会等名
      第2回日本遺伝学会春季分科会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ゲノム比較から迫るビクトリア湖産シクリッドの適応放散のメカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      二階堂雅人
    • 学会等名
      日本魚類学会年会シンポジウム「古代湖における魚類の適応進化と種多様性創出」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 東アフリカ産淡水魚シクリッドゲノムにおける祖先多型遺伝子座の起源2019

    • 著者名/発表者名
      樋口拓人、西原秀典、梶谷嶺、豊田敦、伊藤武彦、岡田典弘,二階堂雅人
    • 学会等名
      日本動物学会第90回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] シクリッドの唇肥大化における平行進化の遺伝的メカニズム解明2019

    • 著者名/発表者名
      畑島諒、鈴木健太、豊田敦、梶谷嶺、伊藤武彦、二階堂雅人
    • 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] 条鰭類の全ゲノム重複に伴うOMP遺伝子の進化多様性について2019

    • 著者名/発表者名
      藤崎花美、小郷卓博、鈴木彦有、二階堂雅人
    • 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] ゲノムワイドなSINE 挿入解析から東アフリカ産シクリッドにおける祖先多型の持続性を解明する2019

    • 著者名/発表者名
      樋口拓人,西原秀典,梶谷嶺,豊田敦,伊藤武彦,岡田典弘,二階堂雅人
    • 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] 全ゲノム比較が明らかにしたヴィクトリア湖産シクリッド3種の適応プロセス2019

    • 著者名/発表者名
      中村遥奈,畑島諒,豊田敦,伊藤武彦,二階堂雅人
    • 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] ゲノム比較解析から迫るシクリッドの適応放散のメカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      二階堂雅人
    • 学会等名
      遺伝学研究所進化セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] タンザニア・ヴィクトリア湖産群体性ボルボックス目2019

    • 著者名/発表者名
      野崎久義、松﨑令、Benedicto B. Kashindye、Charles N. Ezekiel、河地正伸、相原光人、二階堂雅人
    • 学会等名
      第43回 日本藻類学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Colonial volvocines from Lake Victoria, Tanzania2019

    • 著者名/発表者名
      Hisayoshi Nozaki, Ryo Matsuzaki, Benedicto Boniphace Kashindye, Charles Nyarongo Ezekiel, Masanobu Kawachi, Mitsuto Aibara, and Masato Nikaido
    • 学会等名
      Volvox 2019 in Tokyo
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シクリッドのフェロモン受容体候補V1R2の機能解明2019

    • 著者名/発表者名
      河村理輝,二階堂雅人
    • 学会等名
      第6回 ケモビ研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
  • [学会発表] 全ゲノム配列解析によるヴィクトリア湖産シクリッド3種の適応機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      中村遥奈、畑島諒、相原光人、二階堂雅人
    • 学会等名
      第1回遺伝学会分科会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 東アフリカシクリッドゲノムにおける祖先多型遺伝子座の起源2019

    • 著者名/発表者名
      樋口拓人, 西原秀典, 梶谷嶺, 伊藤武彦, 二階堂雅人
    • 学会等名
      第1回遺伝学会分科会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シクリッド(熱帯魚)の唇肥大化に関わる遺伝子メカニズム2018

    • 著者名/発表者名
      二階堂雅人
    • 学会等名
      第1回再生学異分野融合研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 東アフリカ産シクリッドの全ゲノムを対象にした祖先多型遺伝子座の網羅的探索2018

    • 著者名/発表者名
      樋口拓人、西原秀典、梶谷嶺、伊藤武彦、二階堂雅人
    • 学会等名
      日本進化学会第20回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アフリカの湖で起きた適応放散 ―シクリッド進化の分子基盤に迫る―2018

    • 著者名/発表者名
      二階堂雅人
    • 学会等名
      第70回 日本動物学会関東支部会 公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シクリッドにおけるフェロモン受容体候補 V1R2遺伝子の発現解析2017

    • 著者名/発表者名
      清水翔子、河村理輝、二階堂雅人
    • 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
  • [図書] 遺伝子から解き明かす魚の不思議な世界(第4章 閉ざされた湖で起こった進化)2019

    • 著者名/発表者名
      二階堂雅人
    • 総ページ数
      480
    • 出版者
      一色出版社
    • ISBN
      9784909383075
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 閉ざされた湖で起こった進化:アフリカンシクリッドの世界「遺伝子から解き明かす魚の不思議な世界」2019

    • 著者名/発表者名
      二階堂雅人
    • 総ページ数
      34
    • 出版者
      一色出版社
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 二階堂研究室

    • URL

      http://www.nikaido.bio.titech.ac.jp

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 二階堂研究室

    • URL

      http://www.nikaido.bio.titech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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