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トゲウオ科魚類における収斂進化のホットスポット遺伝子の決定要因

研究課題

研究課題/領域番号 21H02542
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45020:進化生物学関連
研究機関国立遺伝学研究所

研究代表者

山崎 曜  国立遺伝学研究所, ゲノム・進化研究系, 助教 (40816021)

研究分担者 北野 潤  国立遺伝学研究所, ゲノム・進化研究系, 教授 (80346105)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
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: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
キーワード収斂進化 / 集団構造 / 多面発現 / 鱗板 / トゲウオ科
研究開始時の研究の概要

適応進化には遺伝子の変異が伴うが,なぜその遺伝子や変異が利用されたのだろうか?収斂進化は類似した選択圧のもと類似した形質が独立に進化する現象だが,この収斂進化に使用される遺伝子は特定のものにバイアスする場合が多く見られる.このバイアスを引き起こす要因の解明が,適応における遺伝子利用機構の解明に繋がる.本研究では,トゲウオ科魚類で確認されている,鱗の枚数減少の収斂進化の遺伝的基盤を対象とする.この収斂進化に同一の原因変異や遺伝子が何度も使用されたことが既に分かっている.この鱗板進化のホットスポット遺伝子やホットスポット変異が生じる要因を,特に集団構造と多面発現効果に着目して解明する.

研究成果の概要

独立な系統で類似の形質が進化することを収斂進化という.収斂進化ではたびたび同じ遺伝子が利用されることが知られるが,これはなぜだろうか?本研究ではトゲウオ科魚類で繰り返し生じた鱗板の欠損をモデルとして,どのような要因が収斂進化の遺伝的基盤の決定要因になるかを追究した.欧米と日本のイトヨ集団,および日本のトミヨ3種の比較解析から,集団間の遺伝的な交流の程度と,遺伝子が持つ多面発現効果とその回避が重要な要因であることを示唆する結果を得た.

研究成果の学術的意義や社会的意義

適応の遺伝的基盤の解明を目的とした研究は近年盛んに行われており,遺伝子が同定される例も増えている.とはいえ,原因遺伝子を同定することは未だ容易ではなく,同定できた場合でも遺伝子名を記載的に報告するに留まる場合が多い.本研究ではその先の課題である,なぜその遺伝子が適応に利用されたのか,という遺伝的基盤の決定機構を問い,その答えとして集団構造と多面発現が大きく影響した可能性を示すことが出来たと考えている.

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件)

  • [学会発表] 短期的進化の予測可能性検証:ワシントン湖におけるイトヨ鱗板数急速進化の事例2024

    • 著者名/発表者名
      山﨑曜,山口諒, Bo-Jyun CHEN, David A BEAUCHAMP, 北野潤
    • 学会等名
      第71回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝子流動がトゲウオの平行進化の遺伝基盤に与える影響2023

    • 著者名/発表者名
      山﨑曜,豊田敦,小北智之,森誠一,北野潤
    • 学会等名
      日本進化学会第23回沖縄大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Increased genetic differentiation at inverted chromosomal regions between parapatric pairs, but no between allopatric pairs of sticklebacks.2023

    • 著者名/発表者名
      Yo Y. Yamasaki, Atsushi Toyoda, Tomoyuki Kokita, Seiichi Mori, Jun Kitano
    • 学会等名
      Gordon Research Seminar “Speciation” The Origin and Persistence of Species
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Contingency and determinism in the genetic basis of stickleback plate evolution.2022

    • 著者名/発表者名
      Yo Y. Yamasaki, Tomoyuki Kokita, Koki Kato, Asato Irifune, Mitsuki Kuroda, Hiroshi Takahashi, Yoshiyasu Machida, Asano Ishikawa, Mikiko Tanaka, Seiichi Mori, Atsushi Toyoda, Jun Kitano
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Stickleback Behaviour and Evolution
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gene flow and the evolution of chromosomal inversion in sticklebacks.2022

    • 著者名/発表者名
      Yo Yamasaki, Atsushi Toyoda, Tomoyuki Kokita, Seiichi Mori, Jun Kitano
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Stickleback Behaviour and Evolution
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Determinism and contingency in the molecular genetic basis of parallel armor plate evolution during stickleback radiation2022

    • 著者名/発表者名
      Yo Yamasaki, Tomoyuki Kokita, Koki Kato, Asato Irifune, Mitsuki Kuroda, Hiroshi Takahashi, Yoshiyasu Machida, Asano Ishikawa, Mikiko Tanaka, Seiichi Mori, Atsushi Toyoda, Jun Kitano
    • 学会等名
      Congress of the European Society for Evolutionary Biology 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] トゲウオ科魚類における鱗板収斂進化とその原因遺伝子2022

    • 著者名/発表者名
      山崎曜
    • 学会等名
      2022年度日本魚類学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Gene flow and chromosome evolution in sticklebacks2022

    • 著者名/発表者名
      Yo Yamasaki, Atsushi Toyoda, Tomoyuki Kokita,Seiichi Mori, Jun Kitano
    • 学会等名
      第69回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 魚類における適応進化と種分化の再現性2022

    • 著者名/発表者名
      山崎曜
    • 学会等名
      第69回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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