遺伝子重複と生物の適応力の進化；酵母の進化実験系の確立による検証

• 研究課題/領域番号: 26650153
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生態・環境
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 河田 雅圭 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (90204734)
• 連携研究者: 牧野 能士 東北大学, 大学院生命科学研究科, 准教授 (20443442)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 重複遺伝子 / 適応力 / 進化実験 / 遺伝子重複 / 変動環境 / 遺伝子数 / 酵母

研究成果の概要

予測できない変動環境が遺伝子の重複を増加させ、保持し、そのような変動環境下で進化したゲノムは、適応力や進化可能性が高いという仮説を検証するために、出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)を用いて、変動環境下で進化させ、全ゲノム配列をモニタリングする進化実験を行った。進化実験終了後の解析の結果、RAD27変異株では３種の不規則変動環境条件と高負荷の6環境をランダム変動させる条件において、最適一定環境条件と比較して新規重複領域数が有意に増加した。また、450世代から500世代までの平均適応度は、RAD27変異株において、新規重複領域数が多いほど適応度が高い傾向を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Natural selection in a population of Drosophila melanogaster explained by changes in gene expression caused by sequence variation in core promoter regions. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sato, P. M.,T. Makino and M. Kawata
  • 雑誌名: BMC Evolutionary Biology 巻: 16 号: 1 ページ: 35-35
  • DOI: 10.1186/s12862-016-0606-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Contribution of non-ohnologous duplicated genes to high habitat variability in mammals (2014)
  • 著者名/発表者名: Tamate C.S., Kawata M., Makino T.
  • 雑誌名: Molecular Biology and Evolution 巻: 31 号: 7 ページ: 1779-1786
  • DOI: 10.1093/molbev/msu128
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A worldwide survey of genome sequence variation provides insight into the evolutionary history of the honeybee Apis mellifera (2014)
  • 著者名/発表者名: Wallberg, A., F. Han, G. Wellhagen, B. Dahle, M. Kawata, N. Haddad, Z. L. P. Simoes, M. H. Allsopp, I. Kandemir, P. D. la Rua, C.W. Pirk, and M. T. Webster
  • 雑誌名: Nature Genetics 巻: 46 号: 10 ページ: 1081-1088
  • DOI: 10.1038/ng.3077
  • 査読あり