| 研究課題/領域番号 |
21H02539
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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45020:進化生物学関連
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| 研究機関 | 東京都立大学 |
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研究代表者 |
野澤 昌文 東京都立大学, 理学研究科, 准教授 (50623534)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2022年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
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| キーワード | 遺伝子量補償 / ショウジョウバエ / 性染色体 / 遺伝子発現 / 重イオンビーム照射 / 重イオンビーム / ガンマ線照射 / 種間交配 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
性染色体は様々な系統で誕生し、常染色体と入れ替わりつつ多様化してきた。常染色体から性染色体が生じると、通常Y染色体は遺伝子を失い退化するため、多くの生物は遺伝子量補償によってこれを補う。一方、新たな性染色体が誕生して古い性（X）染色体が常染色体に再転換するとき、この常染色体はオスでも2本に戻るため、遺伝子量補償は消失する必要がある。しかし、遺伝子量補償の発達と消失の過程は依然不明である。そこで本研究では、ショウジョウバエ遺伝学を用いてY染色体遺伝子の退化直後と再転換直後の状態を疑似的に作出し、遺伝子量補償の発達と消失、および性染色体多様化の進化過程を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
1. ネオX染色体における即時遺伝子量補償の検証
今年度は、昨年度末に行った、鉄イオン2Gyを照射したミランダショウジョウバエ（D. miranda）のオスの繁殖力及びゲノム配列、トランスクリプトーム配列の決定を行った。その結果，照射オスでは繁殖力の低下が見られた。しかし、ゲノム中に大きな欠失は生じていなかった。また、ネオY染色体上のシングルコピー遺伝子には欠失が有意に入りにくいことが分かった。この結果は、ネオX染色体上の遺伝子に即時遺伝子量補償は作用せず、ネオY染色体のシングルコピー遺伝子を消失した個体に有害であった可能性を示唆する。より大きな欠失を得るため、アルゴンイオン50Gyを照射し、解析を進めている。
2. 性染色体から常染色体への転換時における遺伝子量補償
昨年度に得た、ネオX染色体を持つD. mirandaとその近縁種でネオX染色体に相同な常染色体を持つウスグロショウジョウバエ（D. pseudoobscura）の雑種のRNA-seqデータの解析を進めた。その結果、雑種では不和合によると思われる異常な遺伝子発現パターンが観察されたが、遺伝子クラスタリングによって不和合の影響を受けづらい遺伝子群を抽出したところ、ネオX染色体の遺伝子発現量は有意に低下していた。現在，雑種不和合の影響をより完全に排除してX染色体の常染色体転換を模倣するため、CRISPR-Cas9法を用いてX染色体を2本持つオスの作成を試みている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
重イオンビーム照射による大規模なゲノム欠失個体を得ることはできなかったが、欠失のパターンから遺伝子量補償の即時性はあまりないという仮説を得ることができたため。また、雑種の遺伝子発現を詳細に調べることで、雑種不和合の影響をできるだけ排除した形で遺伝子量補償の柔軟性を検証する方策を見出しつつあるため。
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| 今後の研究の推進方策 |
遺伝子量補償の即時性に関しては、欠失のパターンからあまり即時性がないことが示唆されているため、この結果を論文として公表することを目指す。また、より多くの重イオンビームを照射した個体のゲノム、トランスクリプトームを決定し、さらに上記の仮説を検証する。
遺伝子量補償の柔軟性に関しては、今年度得られた結果を論文として公表するとともに、Drosophila albomicans（アカショウジョウバエ）とD. nasuta（テングショウジョウバエ）の雑種のRNA-seqについても同様の解析を行い、論文として公表することを目指す。
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