適応的形質獲得のゲノム基盤

• 研究領域: 複合適応形質進化の遺伝子基盤解明
• 研究課題/領域番号: 23128503
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 岡田 典弘 東京工業大学, 生命理工学研究科, 教授 (60132982)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2013-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円); 2012年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円); 2011年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
• キーワード: シクリッド / 適応放散 / 平行進化 / ゲノム / 哺乳類 / 脳 / レトロポゾン / 異種間雑種 / QTL解析 / マウス / エンハンサー / Satb2

研究実績の概要

本研究は大きくシクリッドと哺乳類全般の適応進化の分子基盤について研究を進めた。
シクリッド： 雑種F2系統を作製した親種Haplochromis chilotesとH. sauvageiを含む計7種に関して、方法開発班の援助を受けIllumina Hiseq2000を用いた全ゲノム配列データの収集をおこない、研究者内においてのみ公開されているPundamilia nyerereiの概要配列へmappingした。現在は全SNPや、それらの中で祖先多型に由来するSNPを抽出している段階であるが、我々の予想通り、シクリッドゲノムには多数の祖先多型由来SNPが存在することが明らかになった。また、遺伝子地図作成と、それに基づくQTL解析の結果、2か所検出された性決定候補領域のうちの1つは、我々がこれまで注目してきたフェロモン受容体（V1R）遺伝子の近傍（約3cM付近）に位置すると推定された。この連鎖群にはLWSなど適応や種分化に関与する遺伝子が集中して存在しているため、適応をもたらした遺伝子配列レベルでの大規模な多様化が、性染色体の誕生に伴う組換えの制御に起因した可能性を示唆した。哺乳類： これまでに5遺伝子座のAmnSINE1由来のエンハンサーを発見し、今年度は特にその中の1つ（AS071遺伝子座）が複数の機能エレメントから成る多機能エンハンサーであることを報告した。一方、哺乳類の大脳新皮質特異的なエンハンサー（AS021）に結合する転写因子を発見し、またエンハンサー機能の成立過程を詳細に明らかにした。また哺乳類の二次口蓋形成に関与するAS3_9エンハンサーに関しても結合因子の同定、およびノックアウトマウスの解析を行った。このように、哺乳類の様々な形態形成に関与するSINE由来エンハンサーについて詳細な分子機能を明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Lineage-Specific Expansion of Vomeronasal Type 2 Receptor-like (OlfC) Genes in Cichlids May Contribute to Diversification of Amino Acid Detection Systems. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nikaido et al.
  • 雑誌名: Genome Biol. Evo. 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of V1R receptor (ora) genes in Lake Victoria cichlids. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ota T, Nikaido M, Suzuki H, Hagino-Yamagishi K, Okada N.
  • 雑誌名: Gene 巻: 499 号: 2 ページ: 273-279
  • DOI: 10.1016/j.gene.2012.03.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Correlation between nuptial colors and visual sensitivities tuned by opsins leads to species richness in sympatric Lake Victoria cichlid fishes (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyagi R, Terai Y, Aibara M, Sugawara T, Imai H, Tachida H, Mzighani SI, Okitsu T, Wada A, Okada N
  • 雑誌名: Mol Biol Evol 巻: 29 号: 11 ページ: 3281-96
  • DOI: 10.1093/molbev/mss139
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extremely slow rate of evolution in the HOX cluster revealed by comparison between Tanzanian and Indonesian coelacanths. (2012)
  • 著者名/発表者名: Higasa K, Nikaido M, Saito TL, Yoshimura J, Suzuki Y, Suzuki H, Nishihara H, Aibara M, Ngatunga BP, Kalombo HW, Sugano S, Morishita S, Okada N.
  • 雑誌名: Gene 巻: 505 号: 2 ページ: 324-332
  • DOI: 10.1016/j.gene.2012.05.047
  • 査読あり
• [雑誌論文] A SINE-Derived Element Constitutes a Unique Modular Enhancer for Mammalian Diencephalic Fgf8. (2012)
  • 著者名/発表者名: Akiko Nakanishi, Naoki Kobayashi, Asuka Suzuki-Hirano, Hidenori Nishihara, Takeshi Sasaki, Mika Hirakawa, Kenta Sumiyama, Tomomi Shimogori, Norihiro Okada.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 7 号: 8 ページ: e43785-e43785
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0043785
  • 査読あり
• [雑誌論文] シクリッド嗅覚研究の最前線 (2012)
  • 著者名/発表者名: 二階堂雅人
  • 雑誌名: 生物の科学遺伝 巻: 66 ページ: 172-177
• [雑誌論文] シクリッドゲノムプロジェクトの現状 (2012)
  • 著者名/発表者名: 二階堂雅人
  • 雑誌名: 生物の科学遺伝 巻: 66 ページ: 184-188
• [雑誌論文] Characterization of V1R receptor (ora) genes in Lake Victoria cichlids (2012)
  • 著者名/発表者名: Ota T, Nikaido M, Suzuki H, Hagino-Yamagishi K, Okada N
  • 雑誌名: GENE 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] B chromosomes have a functional effect on female sex determination in lake victoria cichlid fishes (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshida K, Terai Y, Mizoiri S, Aibara M, Nishihara H, Watanabe M, Kuroiwa A, Hirai H, Hirai Y, Matsuda Y, Okada N
  • 雑誌名: PLoS Genet 巻: 7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetically distinct coelacanth population off the northern Tanzanian coast (2011)
  • 著者名/発表者名: Nikaido M, Sasaki T, Emerson JJ, Aibara M, Mzighani SI, Budeba YL, Ngatunga BP, Iwata M, Abe Y, Li WH, Okada N
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 108 ページ: 18009-18013
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Mammalian Conserved Element Derived from SINE Displays Enhancer Properties Recapitulating Satb2 Expression in Early-Born Callosal Projection Neurons (2011)
  • 著者名/発表者名: Tashiro K, Teissier A, Kobayashi N, Nakanishi A, Sasaki T, Yan K, Tarabykin V, Vigier L, Sumiyama K, Hirakawa M, Nishihara H, Pierani A, Okada N
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 6
  • 査読あり
• [学会発表] Mammalian exaptation burst (2012)
  • 著者名/発表者名: Okada N.
  • 学会等名: Genomic Impact of Eukaryotic Transposable Elements
  • 発表場所: アメリカ アシロマ(招待講演)
  • 年月日: 2012-02-25
• [学会発表] Speciation by Sensory Drive : its Generality in Cichlids of Lake Victoria (2011)
  • 著者名/発表者名: Okada N.
  • 学会等名: Molecular Evolution in the Genomic Eraシンポジウム
  • 発表場所: イタリア・ローマ・トレ大学(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-30
• [学会発表] レトロポゾンによって明らかになった哺乳動物の系統と進化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡田典弘
  • 学会等名: 第83回日本遺伝学会
  • 発表場所: 京都大学農学部・農学研究科京都府京都市(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] SINE Exaptation Reprogramming the Mammalian Brain (2011)
  • 著者名/発表者名: Okada N
  • 学会等名: FASEB Summer Research Conferences
  • 発表場所: アメリカ コロラド州(招待講演)
  • 年月日: 2011-08-11
• [備考]
  • URL: http://www.evolution.bio.titech.ac.jp/index.html