| 研究課題/領域番号 |
20H03269
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分44020:発生生物学関連
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| 研究機関 | 国立遺伝学研究所 |
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研究代表者 |
工樂 樹洋 国立遺伝学研究所, ゲノム・進化研究系, 教授 (40391940)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2020年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
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| キーワード | Hox / 軟骨魚類 / ゲノムアセンブリ / エピゲノム / 遺伝子発現制御 / 分子進化 / Hoxクラスター / 発生 / 偽常染色体領域 / 性染色体 / クロマチン / Hox遺伝子 / 分子進化学的解析 / 全ゲノム情報 / 発生制御 / オミクス / 円口類 / 全ゲノム重複 / Hi-C |
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| 研究開始時の研究の概要 |
脊椎動物は、基本的に4つのHoxクラスターを有するが、機能欠失により表現型が認められやすく、肢芽や対鰭という単純な系で扱えるHoxAやHoxD遺伝子群に知見が大きく偏っている。本研究では、非実験動物のゲノム情報をも駆使した高密度な種間比較と高精細な分子進化学的解析により、Hoxクラスター構造に潜む機能的制約を暴く。さらに、配列から読取ることのできない、核内高次構造などのエピゲノム情報を解析することにより、4つのHoxクラスターを持つことの堅牢性と冗長性が、時空間的Hox遺伝子制御をどのように導いたのか、また、それが脊椎動物の表現型進化にどのような役割を果たしたのかという大局的な問いに挑む。
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| 研究実績の概要 |
より高質で網羅性の高いエピゲノムデータを得るため、イヌザメのゲノムアセンブリの改善を図るとともに、前年度までに「先進ゲノム支援」において生リードの取得を行ったトラザメのゲノムアセンブリにまず取り組んだ。その結果、DNA配列の長さと本数の両面で、既知の核型（イヌザメ2n = 106; トラザメ 2n = 64）やゲノムサイズ（イヌザメ 4.7Gb; トラザメ 6.7 Gb、ともにハプロイド核ゲノム量）を反映した網羅性のゲノムアセンブリを得ることに成功した。これら両方の種において、他グループからの近縁種のゲノムアセンブリを凌駕する完成度を達成した。さらに、移行期間は経つつも研究拠点が関西から静岡へ移動したことも関係し、両方の種について、胚試料の入手ルートを再考する必要が生じていたため、イヌザメについては関東の水族館からの供給体制を模索し、いっぽうで、トラザメについては自らの研究室における成魚の飼育・繁殖体制を模索した。その結果、潤沢とは言えないまでも、目的に十分な胚を確保する体制を確立することに成功した。そこで、新鮮な胚を利用して、当初の計画に照らして未取得であったエピゲノムデータを整備した。この過程では、研究室の助教と大学院生、ならびに技術補佐員からの多大な努力と知恵が原動力となったことを書き添えておく。研究課題の実施期間の短くなった2023年度末には、軟骨魚に特有の特徴を有するHoxC遺伝子領域を含め4つのHoxクラスターについて、Hox遺伝子発現制御とエピゲノム状態との関係性を調べる解析にたどりつき、脊椎動物の他の系統の種との類似性に加えて、相違点が明らかになりつつある。実施期間は終了となるが、さらなる比較からのより深い知見が得られる見通しは明るいため、取得したデータを用いた解析を今後も継続する。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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