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新規鋤鼻受容体ancV1Rから探るフェロモン受容機構とその進化的起源

研究課題

研究課題/領域番号 20H03307
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分45030:多様性生物学および分類学関連
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 廣田 順二  東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (60405339)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2022年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2020年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
キーワードancV1R / 脊椎動物 / 哺乳類 / 鋤鼻器官 / 進化 / V1R / フェロモン / フェロモン受容体
研究開始時の研究の概要

本計画では、ancV1Rの機能に関わる研究と、ancV1Rを指標とした鋤鼻器官の起源に関する研究を並行して行なうことを予定しており、鋤鼻器官の起源に関しては3年間のうちに論文化を目指す。機能に関してはancV1R-KOマウスのリガンド応答性に関わる内容を論文化した後に、より詳細なタンパク質レベルでのシグナル伝達機構を明らかにすべくさらなる研究計画を展開していきたい。

研究成果の概要

地球上の生物にとって子孫を残すための生殖システムは多様性維持の中核をなす。そして、脊椎動物がもつフェロモン(鋤鼻)感覚は、 生殖システムの中心的役割を果たす。 我々は、 シーラカンス全ゲノム計画を進める中で、古代魚から陸生哺乳類を含む、ほぼ全ての脊椎動物が共有するフェロモン受容体遺伝子「ancV1R」を新規に発見した. 本研究ではこの発見を基軸として, 遺伝子改変マウスを利用したancV1Rの機能解析、ゲノム情報学を駆使したより網羅的なV1R探索、古代魚におけるancV1Rの発現局在解析を実施し、脊椎動物におけるフェロモン感覚の機能とその進化的起源を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は哺乳類のフェロモン受容体V1R遺伝子群の中でも特に、ほぼ全ての脊椎動物が共有し、全ての鋤鼻神経細胞に発現する「ancV1R」について進化学的な解析をおこなった。その結果、ancV1Rが哺乳類の生殖行動に重要な働きをもつこと、そしてフェロモン受容に特化した鋤鼻器官の起源は肉鰭類の共通祖先まで遡ることを明らかにした。これは生物多様性の創出・維持の中心ともいえるフェロモン受容の機能と起源を理解する上で極めて重要な知見を与えたと言える。また将来的には、このancV1Rのリガンドを用いた家畜動物の繁殖管理といった産業応用についても十分に期待され、その社会的意義も大きいと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (51件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 3件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 12件) 学会発表 (39件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Type 1 vomeronasal receptor expression in juvenile and adult lungfish olfactory organ2023

    • 著者名/発表者名
      Nakamuta Shoko、Yamamoto Yoshio、Miyazaki Masao、Sakuma Atsuhiro、Nikaido Masato、Nakamuta Nobuaki
    • 雑誌名

      Zoological Letters

      巻: 9 号: 1 ページ: 6-6

    • DOI

      10.1186/s40851-023-00202-z

    • 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] Plastic loss of motile cilia in the gills of Polypterus in response to high CO2 or terrestrial environments2023

    • 著者名/発表者名
      Kimura Yuki、Nakamuta Nobuaki、Nikaido Masato
    • 雑誌名

      Ecology and Evolution

      巻: 13 号: 4

    • DOI

      10.1002/ece3.9964

    • 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] Type 1 vomeronasal receptors expressed in the olfactory organs of two African lungfish, Protopterus annectens and Protopterus amphibius2022

    • 著者名/発表者名
      Nakamuta Shoko、Yamamoto Yoshio、Miyazaki Masao、Sakuma Atsuhiro、Nikaido Masato、Nakamuta Nobuaki
    • 雑誌名

      Journal of Comparative Neurology

      巻: 531 号: 1 ページ: 116-131

    • DOI

      10.1002/cne.25416

    • 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] SINEs as Credible Signs to Prove Common Ancestry in the Tree of Life: A Brief Review of Pioneering Case Studies in Retroposon Systematics2022

    • 著者名/発表者名
      Nikaido Masato、Nishihara Hidenori、Okada Norihiro
    • 雑誌名

      Genes

      巻: 13 号: 6 ページ: 989-989

    • DOI

      10.3390/genes13060989

    • 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] Remarkable diversity of vomeronasal type 2 receptor (OlfC) genes of basal ray-finned fish and its evolutionary trajectory in jawed vertebrates2022

    • 著者名/発表者名
      Zhang Zicong、Sakuma Atsuhiro、Kuraku Shigehiro、Nikaido Masato
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 6455-6455

    • DOI

      10.1038/s41598-022-10428-0

    • 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] Alternative splicing plays key roles in response to stress across different stages of fighting in the fish Betta splendens2022

    • 著者名/発表者名
      Vu Trieu-Duc、Oshima Kenshiro、Matsumura Kenya、Iwasaki Yuki、Chiu Ming-Tzu、Nikaido Masato、Okada Norihiro
    • 雑誌名

      BMC Genomics

      巻: 22 号: S5 ページ: 920-920

    • DOI

      10.1186/s12864-022-08609-2

    • 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] A transcriptomic reevaluation of the accessory olfactory organ in Bichir (Polypterus senegalus)2022

    • 著者名/発表者名
      Sakuma Atsuhiro、Zhang Zicong、Suzuki Eri、Nagasawa Tatsuki、Nikaido Masato
    • 雑誌名

      Zoological Letters

      巻: 8 号: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1186/s40851-022-00189-z

    • 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] A unique neurogenomic state emerges after aggressive confrontations in males of the fish Betta splendens2021

    • 著者名/発表者名
      Vu Trieu-Duc、Iwasaki Yuki、Oshima Kenshiro、Chiu Ming-Tzu、Nikaido Masato、Okada Norihiro
    • 雑誌名

      Gene

      巻: 784 ページ: 145601-145601

    • DOI

      10.1016/j.gene.2021.145601

    • 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] Data of RNA-seq transcriptomes in the brain associated with aggression in males of the fish Betta splendens2021

    • 著者名/発表者名
      Vu Trieu-Duc、Iwasaki Yuki、Oshima Kenshiro、Chiu Ming-Tzu、Nikaido Masato、Okada Norihiro
    • 雑誌名

      Data in Brief

      巻: 38 ページ: 107448-107448

    • DOI

      10.1016/j.dib.2021.107448

    • 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] Platypus and echidna genomes reveal mammalian biology and evolution2021

    • 著者名/発表者名
      Zhou Yang、Shearwin-Whyatt Linda、Li Jing、Song Zhenzhen、Hayakawa Takashi、他
    • 雑誌名

      Nature

      巻: NA 号: 7856 ページ: 756-762

    • DOI

      10.1038/s41586-020-03039-0

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Inactivation of ancV1R as a Predictive Signature for the Loss of Vomeronasal System in Mammals2020

    • 著者名/発表者名
      Zhang Zicong、Nikaido Masato
    • 雑誌名

      Genome Biology and Evolution

      巻: 12 号: 6 ページ: 766-778

    • DOI

      10.1093/gbe/evaa082

    • 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
  • [雑誌論文] Comparative genomic analyses illuminate the distinct evolution of megabats within Chiroptera.2020

    • 著者名/発表者名
      Nikaido M, Kondo S, Zhang Z, Wu J, Nishihara H, Niimura Y, Suzuki S, Touhara K, Suzuki Y, Noguchi H, Minakuchi Y, Toyoda A, Fujiyama A, Sugano S, Yoneda M, Kai C
    • 雑誌名

      DNA Res

      巻: 27 号: 4

    • DOI

      10.1093/dnares/dsaa021

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] 脊椎動物における母性発現の進化に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤隆晃, 長澤竜樹, 二階堂雅人
    • 学会等名
      第3回日本遺伝学会春の分科会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ハイギョゲノムから明らかにする水陸両生魚のケラチン遺伝子クラスタの拡大2023

    • 著者名/発表者名
      木村優希, 二階堂雅人
    • 学会等名
      第3回日本遺伝学会春の分科会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 魚類の鼻管に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤隆晃, 西浦賀乃子, 木村優希, 中牟田信明, 長澤竜樹, 二階堂雅人
    • 学会等名
      日本動物学会関東支部会第24回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 透明ナマズとその近縁種を用いた発現変動遺伝子解析による筋肉透明化遺伝子の探索2023

    • 著者名/発表者名
      賈云帆, 相原光人, 長澤竜樹, 伊藤武彦, 二階堂雅人
    • 学会等名
      日本動物学会関東支部会第24回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 肺呼吸する古代魚・ポリプテルスの陸上環境における恒常性維持機構2023

    • 著者名/発表者名
      木村優希, 神田真司, 兵藤晋, 二階堂雅人
    • 学会等名
      日本動物学会関東支部会第24回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 硬骨魚の鋤鼻受容体V1Rにおいて見出された多様性と共通性2023

    • 著者名/発表者名
      二階堂雅人
    • 学会等名
      第8回 ケモビ研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 魚類におけるOMP遺伝子の分子進化2023

    • 著者名/発表者名
      長澤竜樹,藤崎花美,二階堂雅人
    • 学会等名
      第8回 ケモビ研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ゲノム比較から迫る脊椎動物の原始化学感覚2022

    • 著者名/発表者名
      二階堂雅人
    • 学会等名
      イベリアトゲイモリゲノム解読シンポジウム&第三回イベリアトゲイモリ研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ミンククジラにおける嗅覚受容体遺伝子の主嗅覚器での発現2022

    • 著者名/発表者名
      廣瀬亜由美,中村玄,二階堂雅人,藤瀬良弘,加藤秀弘,岸田拓士
    • 学会等名
      日本動物学会第93回早稲田大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 魚類に見られる鼻管の適応的意義と平行進化に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤隆晃, 西浦賀乃子, 木村優希, 中牟田信明, 長澤竜樹,二階堂雅人
    • 学会等名
      日本進化学会第24回沼津大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 魚類の体表における化学感覚の探索2022

    • 著者名/発表者名
      桐ヶ窪寛,佐久間敦丈,長澤竜樹,二階堂雅人
    • 学会等名
      日本進化学会第24回沼津大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 魚類の鰭における化学感覚受容体遺伝子の発現探索2022

    • 著者名/発表者名
      西浦賀乃子,長澤竜樹,二階堂雅人
    • 学会等名
      日本進化学会第24回沼津大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ハリネズミの針形成に関する進化発生学的起源の解明2022

    • 著者名/発表者名
      黒瀬成美, 田中亮輔, 小林汐織, 重谷安代, 岡部正隆, 長澤竜樹, 二階堂雅人
    • 学会等名
      日本進化学会第24回沼津大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ハイギョにおけるケラチン遺伝子クラスタの拡大2022

    • 著者名/発表者名
      木村優希, 二階堂雅人
    • 学会等名
      第2回日本遺伝学会春の分科会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ハリネズミの針形成に関わる進化発生学的研究2022

    • 著者名/発表者名
      黒瀬成美, 田中亮輔, 小林沙織, 重谷安代, 岡部正隆, 長澤竜樹, 二階堂雅人
    • 学会等名
      第2回日本遺伝学会春の分科会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 透明魚とその近縁種を用いたDEG解析による筋肉透明化遺伝子の探索2022

    • 著者名/発表者名
      賈云帆,相原光人,長澤竜樹,二階堂雅人
    • 学会等名
      第2回日本遺伝学会春の分科会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 透明ナマズとその近縁種を用いた系統解析と発現変動遺伝子解析による筋肉透明化遺伝子の探索2022

    • 著者名/発表者名
      賈云帆,相原光人,長澤竜樹,二階堂雅人
    • 学会等名
      日本動物学会関東支部第74回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 有鱗類の舌に発現する嗅覚受容体のリガンド同定2021

    • 著者名/発表者名
      八ツ本真司,岸田拓士,佐久間敦丈,伊原さよ子,二階堂雅人,新村芳人,東原和成
    • 学会等名
      日本味と匂学会第55回福岡大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] トランスクリプトーム解析から紐解く古代魚ポリプテルスの嗅覚器の機能2021

    • 著者名/発表者名
      佐久間敦丈,Zicong Zhang,鈴木英里,二階堂雅人
    • 学会等名
      日本遺伝学会第93回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 水陸両生の古代魚・ポリプテルスの陸上飼育に伴う遺伝子発現および形態の変化 -エラの繊毛と浸透圧調節に着目して-2021

    • 著者名/発表者名
      木村優希, 中牟田信明, 神田真司, 兵藤晋, 二階堂雅人
    • 学会等名
      日本動物学会第92回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ハリネズミの針形成に関わる進化発生学的研究2021

    • 著者名/発表者名
      黒瀬成美, 田中亮輔, 小林汐織, 重谷安代, 岡部正隆, 長澤竜樹, 二階堂雅人
    • 学会等名
      日本動物学会第92回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 魚類の鰭における化学感覚受容体遺伝子の発現探索2021

    • 著者名/発表者名
      西浦賀乃子, 長澤竜樹, 二階堂雅人
    • 学会等名
      日本動物学会第92回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Changes in gene expression and morphology of amphibious fish in terrestrial environments2021

    • 著者名/発表者名
      Kimura, Y., Nakamuta, N., Kanda, S., Hyodo, S. and Nikaido, M.
    • 学会等名
      The 2nd AsiaEvo Conference
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水陸両生魚・ポリプテルスは陸上環境でどのような変化を示すのか2021

    • 著者名/発表者名
      木村優希, 中牟田信明, 神田真司, 兵藤晋, 二階堂雅人
    • 学会等名
      日本進化学会第23回東京大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ゲノム比較により明らかとなったオオコウモリの特異な進化2021

    • 著者名/発表者名
      二階堂雅人
    • 学会等名
      令和3年度文部科学省 科学研究費 新学術領域研究「学術研究支援基盤形成」生命科学4プラットフォーム成果シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 条鰭類の苦味受容体遺伝子 T2R の機能的多様性2021

    • 著者名/発表者名
      芦宣頤,畑島諒,長澤竜樹,二階堂雅人
    • 学会等名
      日本動物学会関東支部第73回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 古代魚嗅覚器を用いた鋤鼻器官の起源の探索2021

    • 著者名/発表者名
      佐久間敦丈,二階堂雅人
    • 学会等名
      第7回 ケモビ研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 陸棲・水棲VRの系統的起源2021

    • 著者名/発表者名
      二階堂雅人
    • 学会等名
      第7回 ケモビ研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 古代魚におけるケラチン遺伝子クラスタの保存と陸上適応との関連性2020

    • 著者名/発表者名
      木村優希、二階堂雅人
    • 学会等名
      日本遺伝学会第92回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 魚類の全ゲノム重複に伴うOMP遺伝子の進化多様性2020

    • 著者名/発表者名
      藤崎花美、二階堂雅人
    • 学会等名
      日本遺伝学会第92回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 条鰭類のフェロモン受容体遺伝子V1Rの進化多様性に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      西森 みき、張 子聡、二階堂雅人
    • 学会等名
      日本遺伝学会第92回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ancV1Rの偽遺伝子化から探る鋤鼻器官の退化2020

    • 著者名/発表者名
      二階堂雅人
    • 学会等名
      第22回日本進化学会企画シンポジウム「感覚進化学の異分野協奏」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 古代魚における鋤鼻上皮の起源の探索2020

    • 著者名/発表者名
      佐久間敦丈、二階堂雅人
    • 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
    • 招待講演
  • [学会発表] 古代魚において保存されたケラチン遺伝子クラスタと陸上環境適応の関連2020

    • 著者名/発表者名
      木村優希、二階堂雅人
    • 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] 全ゲノム重複を経験した真骨魚類のOMP遺伝子の分子進化2020

    • 著者名/発表者名
      藤崎花美、長澤竜樹、二階堂雅人
    • 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 diversity of V1R genes in basal ray-finned fishes2020

    • 著者名/発表者名
      西森 みき、張 子聡、二階堂雅人
    • 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] 古代魚嗅覚器を用いた鋤鼻上皮の起源の探索2020

    • 著者名/発表者名
      佐久間敦丈、二階堂雅人
    • 学会等名
      日本動物学会第91回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 水陸両生の古代魚を用いた陸上飼育前後のエラ・腎臓の遺伝子発現の変動2020

    • 著者名/発表者名
      木村優希、二階堂雅人
    • 学会等名
      日本動物学会第91回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 魚類の全ゲノム重複に伴うOMP遺伝子の進化多様性2020

    • 著者名/発表者名
      藤崎花美、長澤竜樹、二階堂雅人
    • 学会等名
      日本動物学会第91回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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