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メダカ黒色婚姻色の多様化をもたらす性的葛藤遺伝子の同定

研究課題

研究課題/領域番号 21K15143
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分45020:進化生物学関連
研究機関東北大学

研究代表者

安齋 賢  東北大学, 生命科学研究科, 助教 (20779467)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード性的葛藤 / 性淘汰 / 性染色体 / 性的二型 / メダカ / 古代湖 / 種分化 / ゲノム解析 / 婚姻色 / ゲノム編集 / 原因遺伝子 / 性選択 / メラニン
研究開始時の研究の概要

本研究では、黒色婚姻色パターンと性染色体の急速な種間変異を有するメダカ科魚類ポソ湖固有種群をモデルとして、性的葛藤遺伝子の機能解析や、その解消に関わる詳細な遺伝機構の解明に取り組む。まず、遺伝学的解析や比較トランスクリプトーム解析、性染色体上の候補遺伝子解析の3つのアプローチをとり、黒色婚姻色の種差・性差の原因遺伝子を同定する。ゲノム編集を用いた遺伝子改変により、同定した候補遺伝子が婚姻色の性差や種間差を生み出す上での役割を解明する。また、ゲノム改変個体を用いた配偶行動実験や発色コストの解析から、雌雄の適応度に及ぼす影響を定量する。

研究成果の概要

性的二型の多様化をもたらす性的葛藤遺伝子の実体を同定し、その進化に関わる詳細な遺伝機構の解明を目的とし、インドネシア・ポソ湖に固有のメダカ科魚類3種をモデルとして、多様化した黒色婚姻色の原因遺伝子および性染色体の解析を行った。種間雑種家系を用いたQTL解析から、黒色婚姻色に関連する1遺伝子座を同定した。また、全ゲノム解析により3種のうち2種の性染色体を同定した。これらの結果から、3種間で性染色体が異なること、発見した黒色婚姻色関連遺伝子座は常染色体上に存在することが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、ポソ湖固有の3種のメダカ科魚類は、異なる性染色体を有することが明らかとなった。このことは、先行研究により示唆されている、種分化における性染色体転換の重要性を強調する研究成果である。さらなる解析により、黒色婚姻色の原因遺伝子や性決定遺伝子の実体が解明できれば、性染色体転換と種分化がどのように関連しているのか、その詳細を様々なレベルで解明することが可能となる。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] サムラトゥランギ大学(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] サムラトゥランギ大学(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Diversity of sex chromosomes in Sulawesian medaka fishes2022

    • 著者名/発表者名
      Ansai Satoshi、Montenegro Javier、Masengi Kawilarang W. A.、Nagano Atsushi J.、Yamahira Kazunori、Kitano Jun
    • 雑誌名

      Journal of Evolutionary Biology

      巻: 35 号: 12 ページ: 1751-1764

    • DOI

      10.1111/jeb.14076

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Speciation and adaptation research meets genome editing2022

    • 著者名/発表者名
      Ansai Satoshi、Kitano Jun
    • 雑誌名

      Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences

      巻: 377 号: 1855 ページ: 20200516-20200516

    • DOI

      10.1098/rstb.2020.0516

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] The evolutionary basis of diversified sexually selected traits in Indonesian medaka fishes2022

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Ansai
    • 学会等名
      日本発生生物学会第55回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] メダカにおける遺伝子ノックイン・染色体編集技術の開発とその利用2022

    • 著者名/発表者名
      安齋 賢
    • 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
    • 招待講演
  • [学会発表] Toward understanding the genetic basis of phenotypic diversities of Sulawesian and Japanese medaka fishes2022

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Ansai
    • 学会等名
      EMBL-EBI Training - Using fish models to explore the impact of Gene by Environment (GxE) 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] インドネシアのメダカ科固有種群における性的二型多様化の分子機構2021

    • 著者名/発表者名
      安齋 賢, 山平 寿智, 北野 潤
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Sex chromosome turnover in Sulawesian medaka fishes2021

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Ansai, Kawilarang W. A. Masengi, Kazunori Yamahira, Jun Kitano
    • 学会等名
      ESEB Satellite Symposia 2021 - The remarkable diversity in the rate and mechanisms of sex chromosome evolution
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Genome editing reveals fitness effects of a gene for sexual dichromatism in Sulawesian fish2021

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Ansai
    • 学会等名
      Japan-Norway Symposium on Fish Endocrinology and Genomics
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-01-30  

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