| 研究課題/領域番号 |
21K05743
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分40030:水圏生産科学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
宗原 弘幸 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 教授 (80212249)
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| 研究分担者 |
藤本 貴史 北海道大学, 水産科学研究院, 准教授 (10400003)
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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 |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 半クローン / 染色体不和合 / 交雑 / ゲノム削除 / ホストスイッチ / 環北太平洋 / アイナメ属 / アイナメ / 配偶子形成 / 二次的遭遇 / ゲノム不和合 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
染色体を組換えなく繁殖できる半クローンやクローンは、雌だけを産むため個体群増殖速度が速いが、遺伝的な多様性を作り出せないなどの欠点から、系統寿命は短いと考えられてきた。しかし、海産魚類のアイナメ属半クローン雑種を用いた研究から、一世代で父親ゲノムを「置換」できる半クローンの特性により、母種の雄と交配することで組換えできる子を作り出せる。そのため半クローンと組換え世代を繰り返すことで、単性生物の欠点を補い系統を永続できる。本研究では、この仮説がアイナメ属の系統進化の過程で頻繁に起きていたことを実証するとともに、半クローン配偶子が形成されるメカニズムを細胞学的に解明する。
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| 研究実績の概要 |
半クローンやクローンは、雌だけを産むため個体群増殖速度が速いが、遺伝的な多様性を作り出せないなどの欠点から系統寿命は短いと考えられてきた。しかし、アイナメ属半クローン雑種を用いた研究から、一世代で父親ゲノムを「置換」できる半クローンの特性により、母種の雄と交配することで組換え可能な子を作り出せることがわかった。本研究では、アイナメ属の系統進化の過程で、ホスト種を換えることによって半クローンと組換え世代を繰り返し、系統寿命を伸ばしてきたことを実証する。さらに半クローン配偶子の形成過程を細胞学的に解明する。本年度は以下のことを実施した。
1. 父種ゲノムの削除機構の細胞学的観察
父種ゲノムが排除される仕組みを明らかにするため、半クローンと純粋親種の卵原細胞から卵母細胞になるまでのゲノム動態を共焦点レーザー顕微鏡で観察した。その結果、発生初期の段階で半クローンでは父親ゲノムがヘテロクロマチン化（不活性化）され、減数分裂前に発現が抑制され、不活性化された状態で卵黄蓄積に進むことが示唆され、ゲノムの選択的抑制が半クローンに関わっていると考えられた。
2. 半クローン遺伝子のホストスイッチを経由した永続性の実証
半クローンゲノムを持つスジアイナメは、北太平洋東岸で起源し極東まで分布を広げる際に、近縁種を利用したと考えられる。これを『ホストスイッチ仮定』とよんでいる。これを実証するために、寒冷域に分布するエゾアイナメを厚岸町から入手し、エゾアイナメの精子で半クローンの卵を人工受精した。その結果、子は①すべて雌であること、②半クローンであること、また③孫個体は祖父のエゾアイナメの遺伝子を持たないことをマイクロサテライト分析で確認した。以上のことから、半クローンゲノムは、従来知られていなかったエゾアイナメもホストにできることがわかり、ホスト仮設スイッチが実現可能であることが支持された。
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