| 研究課題/領域番号 |
23K19381
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0703:個体レベルから集団レベルの生物学と人類学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
古俣 慎也 東京工業大学, 生命理工学院, 研究員 (70981786)
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| 研究期間 (年度) |
2023-08-31 – 2025-03-31
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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 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 全ゲノムアセンブリ / ゲノムリシーケンス / RNAシーケンス / 飼育系の確立 / アゲハチョウ / 翅のかたち / 全ゲノムシーケンス / ３つの擬態形質 / 分子メカニズム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生物は複数の形質の組み合わせで適応的な表現型となることがあり、擬態においても複数の形質がモデルに似ることが必要である。アゲハチョウの仲間ではそれらの形質セットは複数の遺伝子が連鎖したスーパージーンによって制御されるという仮説があるが、具体的な制御メカニズムはわかっていない。本研究では、アゲハチョウ科のチョウに見られる後翅と腹部の色彩パターンに加えて、 これまで調べられてこなかった翅のかたちに関わる遺伝、分子メカニズムを全ゲノムシーケンスによって明らかにして、さらに3つの擬態形質の制御メカニズムを形質間で比較することで複数の擬態形質の獲得、進化メカニズムとスーパージーンの実態解明をめざす。
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| 研究実績の概要 |
生物は複数の形質の組み合わせで適応的な表現型となることがあり、ベイツ型擬態においても複数の形質がモデルに似ることが必要である。本研究では、アゲハチョウ科のチョウに見られる3つの擬態形質（後翅と腹部の色彩パターンと翅のかたち）に関わる遺伝、分子メカニズムを明らかにして、さらに3つの擬態形質の制御メカニズムを形質間で比較することで複数の擬態形質の獲得、進化メカニズムとスーパージーンの実態解明をめざす。
これまでに、擬態形質の一つである尾状突起に多型のあるクロアゲハのオスでPacBioのHiFiシーケンス行い、ゲノムアセンブリを行った。酢酸菌などのコンタミネーションを取り除き、全ゲノム配列を決定した。Hifiasmによるアセンブルでは、30本のほぼ染色体レベルのコンティグが得られ、ゲノムサイズは２７０Mbであった。また、クロアゲハの複数の組織におけるRNAシーケンスを行い、RNAシーケンス、近縁種の遺伝子アノテーション、ab initio予測などを用いて遺伝子アノテーションを進めている。さらに、尾状突起のない台湾産クロアゲハ7個体と尾状突起のある沖縄産クロアゲハ5個体を用いて、ゲノムリシーケンスを行いリード情報を取得した。これらのリード情報を用いて、尾状突起に関連するゲノム領域の特定を進めていきたい。
また、今年度は3つの擬態形質をもつ擬態型のナガサキアゲハを取得して飼育系を確立した。今後、擬態型ナガサキアゲハを用いて、3つの擬態形質でATAC-seqやRNAi、RNAシーケンスを行っていく。
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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
計画通り、クロアゲハの全ゲノムシーケンスを行い配列決定することができた。また、クロアゲハのゲノムリシーケンス、RNAシーケンスなど必要な配列情報を得ることができ、次年度の全ゲノム関連解析などをする準備ができた。
さらに、ナガサキアゲハについても日本国内では入手が難しい擬態型ナガサキアゲハを取得して飼育系を確立したことで、擬態型ナガサキアゲハを用いたATAC-seq、RNAi、RNAシーケンスをする準備ができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度はクロアゲハの遺伝子アノテーションを行い、台湾と沖縄のクロアゲハのゲノムリシーケンスデータを用いて全ゲノム関連解析（GWAS）を行うことで、尾状突起の有無を制御する原因領域を調査する。
擬態型ナガサキアゲハについては、蛹期の後翅と腹部、翅のかたちが決定すると思われる幼虫の翅原基でATAC-seq、RNA-seqを行う。RNA-seqについては、RNAiが可能な蛹期の後翅と腹部については擬態を制御するdoublesex遺伝子をノックダウンした組織とノックダウンしていない組織で行う。ATAC-seqとRNA-seqの結果から擬態型と非擬態型のスイッチングを行うdoublesex遺伝子の下流遺伝子について形質間で比較を行う。また、クロアゲハで得られた尾状突起に関わる原因遺伝子について、ナガサキアゲハの擬態型でも尾状突起の制御に関わっているか発現パターンなどみて確認を行う。
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