新規形質獲得のゲノム基盤とその進化的起源

• 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: 25128703
• 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: 二階堂 雅人 東京工業大学, 生命理工学研究科, 准教授 (70432010)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円); 2014年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2013年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
• キーワード: 平行進化 / QTLマッピング / シクリッド / 唇 / エラスチン

研究実績の概要

本研究の目的は東アフリカの三大湖シクリッドそれぞれにおいて平行的に進化したと考えられる唇の肥大化に関わる分子メカニズムを明らかにすることである。前年度までにHaplochromis chilotes（唇厚）とH. sauvagei（唇薄）、の雑種F2系統を用いた唇の肥大化に関わるQTL解析の結果、連鎖群22においてLOD値が10を超える領域が検出され、このマーカー近傍にMAGP4遺伝子群が存在することが明らかとなっていた。そして今年度においてH. chilotesとH. sauvageiの唇組織におけるMAGP4-mRNAの発現量をRNAseqおよびqPCRによって比較したところ、MAGP4C/D遺伝子のみにおいてその発現量に顕著な差が認められた。MAGP4はエラスチンの重合に関与し、その遺伝子欠損はヒト遺伝病において唇の肥厚を引き起こすことが知られているため、我々はシクリッド唇切片を用いてエラスチンの沈着の程度をエラスチカワンギーソン染色によって調べた。すると、MAGP4の発現が低く唇の肥厚したH. chilotesにおいて、エラスチンの沈着が非常に少ないことが分かった。つまり、H. chilotesのゲノムにおけるシス変異に伴うMAGP4C/D遺伝子の発現量低下が唇組織のエラスチン量の現象、張力の低下そして唇のたるみ、肥大化をもたらしたと考察された。今後はこの結果を論文としてまとめることを計画している。

現在までの達成度 (段落)

26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

26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] A microsatellite-based genetic linkage map and putative sex-determining genomic regions in Lake Victoria cichlids. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kudo Y., Nikaido M., Kondo A., Suzuki H., Yoshida K., Kikuchi K., Okada N.
  • 雑誌名: Gene 巻: 560 号: 2 ページ: 156-164
  • DOI: 10.1016/j.gene.2015.01.057
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The genomic substrate for adaptive radiation in African cichlid fish (2014)
  • 著者名/発表者名: Brawand D et al. (Nikaido M 75人中45番目)
  • 雑誌名: Nature 巻: 513 号: 7518 ページ: 375-381
  • DOI: 10.1038/nature13726
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple episodic evolution events in V1R receptor genes of East-African cichlids (2014)
  • 著者名/発表者名: Nikaido M, Ota T, Hirata T, Satta Y, Suzuki H, Satta Y, Aibara M, Mzighani SI, Sturmbauer C, Hagino-Yamagishi K, Okada N
  • 雑誌名: Genome Biology and Evolution 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lineage specifice xpansion of V2R receptor (OlfC) genes in cichlids may contribute to diversification in amino acid detection (2013)
  • 著者名/発表者名: Nikaido M, Suzuki H, Toyoda A, FujiyamaA, Hagino-Yamagishi K, Kocher TD, Carleton KL, Okada N
  • 雑誌名: Genome Biol 巻: Evol.5 号: 4 ページ: 711-722
  • DOI: 10.1093/gbe/evt041
  • 査読あり
• [雑誌論文] The complete mitochondrial genomes of deep-sea squid (Bathyteuthis abyssicola), bob-tail squid (Semirossia patagonica) and four giant cuttlefish (Sepia apama, S. latimanus, S. lycidas and S. pharanois), and their application to the phylogenetic analysis of Decapodiformes (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawashima Y, Nishihara H, Akasaki T, Nikaido M, Tsuchiya K, Segawa S, Okada N.
  • 雑誌名: Molecular Phylogenetics and Evolution 巻: 69 号: 3 ページ: 980-993
  • DOI: 10.1016/j.ympev.2013.06.007
  • 査読あり
• [学会発表] シクリッドにおける唇の肥大化の平行進化に関わる遺伝的基盤 (2014)
  • 著者名/発表者名: 二階堂雅人
  • 学会等名: 日本魚類学会年会
  • 発表場所: 生命の星・地球博物館
  • 年月日: 2014-11-17
  • 招待講演
• [学会発表] シクリッドにおける唇の肥大化の平行進化に関わる遺伝的基盤 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小林直樹、二階堂雅人、近藤梓、鈴木彦有、菊池潔、岡田典弘
  • 学会等名: 第16回日本進化学会
  • 発表場所: 現代劇場(高槻)
  • 年月日: 2014-08-21
• [学会発表] Parallel Evolution in Lip Thickness in Cichlids (2014)
  • 著者名/発表者名: Nikaido M
  • 学会等名: Workshop on Methods for Biodiversity Research.
  • 発表場所: 復旦大学（中国・上海）
• [学会発表] シクリッドV1R遺伝子の多様化と性決定領域との関連性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 二階堂雅人、颯田葉子、相原光人、菊池潔、山岸公子、岡田典弘
  • 学会等名: 第15回日本進化学会
  • 発表場所: 筑波大学
• [学会発表] シクリッドの平行進化に関わる遺伝領域の探索 (2013)
  • 著者名/発表者名: 近藤梓、二階堂雅人、菊池潔、岡田典弘
  • 学会等名: 第15回日本進化学会
  • 発表場所: 筑波大学
• [学会発表] 比較ゲノム解析で迫るアフリカ三大湖産シクリッドの進化メカニズム (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木彦有、二階堂雅人、柴田朋子、野澤昌文、重信秀治、西山智明、岡田典弘
  • 学会等名: 第15回日本進化学会
  • 発表場所: 筑波大学
• [学会発表] Molecular evolutionary study of the east African cichlids: textbook example of Adaptive Radiation and Parallel Evolution (2013)
  • 著者名/発表者名: Nikaido M
  • 学会等名: Summer school at Fudan University
  • 発表場所: 復旦大学（中国・上海）
  • 招待講演
• [学会発表] シクリッドの適応放散・平行進化に関わる遺伝的基盤とそのメカニズム (2013)
  • 著者名/発表者名: 二階堂 雅人、近藤 梓、工藤 優、鈴木 彦有、岡田 典弘
  • 学会等名: 日本遺伝学会第85回大会シンポジウム
  • 発表場所: 慶応大学
• [備考] 二階堂雅人のホームページ
  • URL: https://sites.google.com/site/masatonikaido/