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ハプロイド・ハイブリッド個体を用いた高精度ゲノム地図の作製と遺伝解析への応用

研究課題

研究課題/領域番号 20H00429
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分40:森林圏科学、水圏応用科学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

浅川 修一  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (30231872)

研究分担者 黒河内 寛之  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (00609000)
稲野 俊直  近畿大学, 水産研究所, 准教授 (50604609)
川村 猛  東京大学, アイソトープ総合センター, 准教授 (70306835)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
45,500千円 (直接経費: 35,000千円、間接経費: 10,500千円)
2022年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
2021年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
2020年度: 19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円)
キーワードハプロイド連鎖解析法 / ハイブリッド連鎖解析法 / アユ / ニホンウナギ / トゲウオ / クロマグロ / チョウザメ / マツタケ / ハイブリッドゲノムシーケンシング / ハプロイドゲノムシーケンシング / アユ半数体 / チョウザメ・ヘラチョウザメ / ナマズ・ギギ / マツタケゲノム解読 / シイタケゲノム / 全ゲノムSNPタイピング / ハプロイド / ハイブリッド / 連鎖解析 / ゲノム解析 / 非モデル生物 / 連鎖地図 / SNPタイピング / ハイブリッド個体 / 雑種個体 / 半数体 / エクソソーム / ダブルハプロイド / ハプロイドシーケンシング / ハイブリッドシーケンシング / クロマグロ×スマ / ニホンウナギ×マアナゴ / ニホンウナギ×オオウナギ / ブリ×ヒラマサ / 食用性キノコ / 雌性発生・単為発生 / 超高精度連鎖地図 / SELDLA / ゲノムアセンブル
研究開始時の研究の概要

申請者らは雑種個体やハプロイド個体等を利用して、高分解能の連鎖地図を作製する手法を確立し、そのための専用のソフトSELDLAを開発した。本研究では魚介類、樹木、菌類、哺乳類などでその手法を応用する。雑種生物の作製に加え、自然界の雑種のサンプリング、花粉由来カルスや一核菌糸の作製、哺乳類雑種胚盤胞の作製などの試みを行う。雑種作製のアクセプターとなるマスター種を定める。シーケンシングに関してBAC作製の技術を活用する。高精度ドラフトゲノムを構築し、魚類、樹木、菌類の種分化メカニズム、魚性決定遺伝子の同定、樹木・菌間組合せのメカニズム解明、有用遺伝子の探索とゲノム育種、ゲノミックセレクションに取り組む。

研究成果の概要

ハプロイド法、ハイブリッド法の実験材料を作出し、それらのDNAタイピング、SELDRAをもちいた連鎖地図作成とコンティグ・スキャホールドの整列化、ゲノムドラフトシーケンス、ゲノム完成シーケンスの構築を行った。ニホンウナギ×マアナゴ等の雑種形成を行い、ナマズ、各種チョウザメにおいて半数体及び雌性発生2倍体、アユにおいて半数体を誘導した。ニシキゴイにおいて雄性発生を誘導した。マツタケのT2T解読を行った。スマ・クロマグロの連鎖地図をハイブリッド法で作成した。精子を用いたハプロイドタイピングへ展開を試み、トゲ魚で実施した。他にもハイブリッドやハプロイド個体についてタイピングに向けたシーケンスを得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ゲノム情報は生物学にとって最も重要な基盤の一つである。2005年に出現した次世代シーケンサは、あらゆる生物のゲノム解析を容易にしたが、ゲノムシーケンスを染色体レベルにまで構築するのは未だ容易ではない。我々は染色体レベルにゲノムシーケンスを整列化させる効率的な2つの方法を確立し、その有用性を実証した。これらの手法はHi-C法等とともに、あらゆる真核生物のゲノム解析にとって有用な手法であり、高品質のゲノム配列の構築に貢献できる。得られる高品質ゲノム配列の有用性は基礎的な生物学の諸分野だけでなく、農林水産学などの応用分野においても極めて高く、今後、基礎的な学術分野や諸応用分野への貢献が期待できる。

報告書

(5件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 5件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Synthesis and cloning of long repeat sequences using single-stranded circular DNA2023

    • 著者名/発表者名
      Bhuiyan Afsana、Asakawa Shuichi
    • 雑誌名

      Frontiers in Bioengineering and Biotechnology

      巻: 11

    • DOI

      10.3389/fbioe.2023.1115159

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Draft genome sequencing and assembly of Risso's dolphin, <i>Grampus griseus</i>2023

    • 著者名/発表者名
      Senevirathna Jayan D.M.、Yonezawa Ryo、Saka Taiki、Hiramatsu Yuka、Smith Ashley Rinka、Igarashi Yoji、Yoshitake Kazutoshi、Kinoshita Shigeharu、Funasaka Noriko、Asakawa Shuichi
    • 雑誌名

      Journal of Genomics

      巻: 11 ページ: 9-13

    • DOI

      10.7150/jgen.78761

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Telomere-to-telomere genome assembly of matsutake (<i>Tricholoma matsutake</i>)2022

    • 著者名/発表者名
      Kurokochi Hiroyuki、Tajima Naoyuki、Sato Mitsuhiko P.、Yoshitake Kazutoshi、Asakawa Shuichi、Isobe Sachiko、Shirasawa Kenta
    • 雑誌名

      biorxiv

      巻: 2022.07.25

    • DOI

      10.1101/2022.07.25.501483

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Construction of a chromosome-level Japanese stickleback species genome using ultra-dense linkage analysis with single-cell sperm sequencing2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshitake Kazutoshi、Ishikawa Asano、Yonezawa Ryo、Kinoshita Shigeharu、Kitano Jun、Asakawa Shuichi
    • 雑誌名

      NAR Genomics and Bioinformatics

      巻: 4 号: 2

    • DOI

      10.1093/nargab/lqac026

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Selection of a reference gene for studies on lipid‐related aquatic adaptations of toothed whales ( <i>Grampus griseus</i> )2021

    • 著者名/発表者名
      Senevirathna Jayan D. M.、Yonezawa Ryo、Saka Taiki、Igarashi Yoji、Funasaka Noriko、Yoshitake Kazutoshi、Kinoshita Shigeharu、Asakawa Shuichi
    • 雑誌名

      Ecology and Evolution

      巻: 11 号: 23 ページ: 17142-17159

    • DOI

      10.1002/ece3.8354

    • 関連する報告書
      2021 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] A Review of Discovery Profiling of PIWI-Interacting RNAs and Their Diverse Functions in Metazoans2021

    • 著者名/発表者名
      Huang Songqian、Yoshitake Kazutoshi、Asakawa Shuichi
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 号: 20 ページ: 11166-11166

    • DOI

      10.3390/ijms222011166

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chromosome-Scale Genome Assembly and Transcriptome Assembly of Kawakawa Euthynnus affinis; A Tuna-Like Species2021

    • 著者名/発表者名
      Havelka Milo、Sawayama Eitaro、Saito Taiju、Yoshitake Kazutoshi、Saka Daiki、Ineno Toshinao、Asakawa Shuichi、Takagi Motohiro、Goto Rie、Matsubara Takahiro
    • 雑誌名

      Frontiers in Genetics

      巻: 12 ページ: 739781-739781

    • DOI

      10.3389/fgene.2021.739781

    • 関連する報告書
      2021 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] Another polymorphic mitochondrial genome of <i>Grampus griseus</i> and phylogeny of family Delphinidae2021

    • 著者名/発表者名
      Senevirathna Jayan Duminda M.、Yonezawa Ryo、Saka Taiki、Igarashi Yoji、Yoshitake Kazutoshi、Kinoshita Shigeharu、Funasaka Noriko、Asakawa Shuichi
    • 雑誌名

      Mitochondrial DNA Part B

      巻: 6 号: 9 ページ: 2569-2571

    • DOI

      10.1080/23802359.2021.1959453

    • 関連する報告書
      2021 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] Multi-Omics Approaches and Radiation on Lipid Metabolism in Toothed Whales2021

    • 著者名/発表者名
      Senevirathna Jayan D. M.、Asakawa Shuichi
    • 雑誌名

      Life

      巻: 11 号: 4 ページ: 364-364

    • DOI

      10.3390/life11040364

    • 関連する報告書
      2021 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] Discovery and functional understanding of MiRNAs in molluscs: a genome-wide profiling approach2021

    • 著者名/発表者名
      Huang Songqian、Yoshitake Kazutoshi、Asaduzzaman Md、Kinoshita Shigeharu、Watabe Shugo、Asakawa Shuichi
    • 雑誌名

      RNA Biology

      巻: - 号: 11 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1080/15476286.2020.1867798

    • 関連する報告書
      2021 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] Characterization and phylogenetic position of two sympatric sister species of toxic flatworms Planocera multitentaculata and Planocera reticulata (Platyhelminthes: Acotylea)2020

    • 著者名/発表者名
      Ryo Yonezawa, Shiro Itoi, Yoji Igarashi, Kazutoshi Yoshitake, Hikaru Oyama, Shigeharu Kinoshita, Rei Suo, Shinichi Yokobori, Haruo Sugita, Shuichi Asakawa
    • 雑誌名

      Mitochondrial DNA Part B

      巻: 未定 号: 3 ページ: 2352-2354

    • DOI

      10.1080/23802359.2020.1730255

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Localization of KK13 peptide and their potential against ALS2022

    • 著者名/発表者名
      Afsana Bhuiyan・Shuichi Asakawa ・Nahoko Bailey Kobayashi ・Tetsuhiko Yoshida
    • 学会等名
      American Society of Human Genetics Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] マツタケのゲノムを完全解読 ~ 希少化するマツタケの保全に向けて ~

    • URL

      https://www.a.u-tokyo.ac.jp/topics/topics_20230508-1.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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