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ネムリユスリカの乾燥無代謝休眠を支えるゲノムの進化

公募研究

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 25128714
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
研究機関独立行政法人農業生物資源研究所

研究代表者

黄川田 隆洋  独立行政法人農業生物資源研究所, 遺伝子組換え研究センター, 主任研究員 (60414900)

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 *注記
18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
2014年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
2013年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
キーワード複合適応進化 / 乾燥耐性 / ゲノム / 進化 / 昆虫 / 複合適応形質
研究実績の概要

昨年度発表したネムリユスリカのドラフトゲノム(研究室で飼育しているナイジェリアsib-cross系統)に加えて、ネムリユスリカ4個体群のゲノム情報が利用できるようになった。それらの個体群の分化の進化プロセスを調べるために28S rRNA配列に基づいたPolypedilum属のML系統樹を作成した。その結果、ナイジェリア産の個体群とマラウイ産の個体群がそれぞれ別のクレードにはっきりと分かれた。更に、28Sに加えて、18S rRNA、ミトコンドリアのCOI、そして核タンパク質のCAD遺伝子の配列に基づいたML系統解析を行い、その結果をユスリカの化石情報で補正された系統樹(Cranston et al. 2011)に合わせて、分岐年代を推定した。その結果、ナイジェリア産のAnguantuta個体群と研究室系統のゲノム系統が約130万年前に分化したのに対し、マラウイ産のMandala 個体群とZomba個体群は約370万年前に分化したと推定された。一方、ナイジェリアとマラウイの個体群は2900万年前に分化したと推定され、その距離は別種と同じくらい離れていた。したがって、ネムリユスリカの極限乾燥耐性はおそらく2900万年前に獲得されたと思われる。共通祖先のARIdは2900万年の間にナイジェリアとマラウイの個体群でそれぞれ進化し続けて、重複した遺伝子クラスターの異なる組み合わせが生じたと示唆された。

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。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (29件) (うち招待講演 9件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Diversity of the expression profiles of late embryogenesis abundant (LEA) protein encoding genes in the anhydrobiotic midge Polypedilum vanderplanki2015

    • 著者名/発表者名
      Rie Hatanaka, Oleg Gusev, Richard Cornette, Sachiko Shimura, Shingo Kikuta, Jun Okada, Takashi Okuda,Takahiro Kikawada
    • 雑誌名

      Planta

      巻: - 号: 2 ページ: 451-459

    • DOI

      10.1007/s00425-015-2284-6

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ネムリユスリカの乾燥耐性の秘密にせまる2015

    • 著者名/発表者名
      黄川田隆洋
    • 雑誌名

      現代化学

      巻: 529 ページ: 48-52

    • NAID

      40020394156

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] Comparative genome sequencing reveals genomic signature of desiccation tolerance in the anhydrobiotic midge2014

    • 著者名/発表者名
      Gusev O. Okuda T, Kikawada T etal.,
    • 雑誌名

      Nat. Commun

      巻: 5 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/ncomms5784

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] カラカラに干からびても死なない秘密: 極限的な乾燥耐性はどのように進化してきたのか?2014

    • 著者名/発表者名
      岡田淳, 黄川田隆洋
    • 雑誌名

      細胞工学

      巻: 33 ページ: 986-991

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] An abundant LEA protein in the anhydrobiotic midge, PvLEA4, acts as a molecular shield by limiting growth of aggregating protein particles2013

    • 著者名/発表者名
      Rie Hatanaka, Yuka Hagiwara-Komoda, Takao Furuki, Yasushi Kanamori, Mika Fujita, Richard Cornette, Minoru Sakurai, Takashi Okuda, Takahiro Kikawada
    • 雑誌名

      Insect Biochemistry and Molecular Biology

      巻: 43 号: 11 ページ: 1055-1067

    • DOI

      10.1016/j.ibmb.2013.08.004

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diversity of LEA-like proteins and its mRNA expression in the sleeping chironomid2013

    • 著者名/発表者名
      Gusev O, Hatanaka R, Cornette R, Kikawada T
    • 雑誌名

      低温生物工学会誌

      巻: 59 ページ: 47-50

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ネムリユスリカにおけるアンヒドロビオシス誘導機構の分子基盤の解明2013

    • 著者名/発表者名
      黄川田隆洋
    • 雑誌名

      低温生物工学会誌

      巻: 59 ページ: 9-13

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 比較ゲノム解析から分かってきたネムリユスリカの極限乾燥耐性2015

    • 著者名/発表者名
      Cornette R, Gusev O, 末次克行, 畑中理恵, 志村幸子, 奥田隆, 黄川田隆洋
    • 学会等名
      第59回日本応用動物昆虫学会大会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ポリエチレンイミンポリマーにより付着性を高めた昆虫浮遊性細胞の動態観察2015

    • 著者名/発表者名
      菊田真吾, 渡辺俊介, 佐藤令一, 黄川田隆洋
    • 学会等名
      第59回日本応用動物昆虫学会大会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ネムリユスリカ由来培養細胞の乾燥耐性と細胞周期の停止2015

    • 著者名/発表者名
      渡辺俊介, 菊田真吾, 佐藤令一, 畑中理恵, グセフオレグ, 奥田隆, 黄川田隆洋
    • 学会等名
      第59回日本応用動物昆虫学会大会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 干からびても蘇る!ネムリユスリカの極限乾燥耐性2015

    • 著者名/発表者名
      黄川田隆洋
    • 学会等名
      第18回自然科学研究機構シンポジウム
    • 発表場所
      学術総合センター(一橋講堂)
    • 年月日
      2015-03-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 比較ゲノム解析から見えてきたネムリユスリカの極限環境適応2014

    • 著者名/発表者名
      黄川田隆洋
    • 学会等名
      第12回農薬バイオサイエンス研究会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ネムリユスリカにおける乾燥応答性遺伝子Leaの発現解析2014

    • 著者名/発表者名
      畑中理恵, Gusev O, 末次克行, Cornette R, 奥田隆, 黄川田隆洋
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ゲノム編集技術による乾燥耐性遺伝子検索のためのツール構築2014

    • 著者名/発表者名
      岡田淳, 菊田真吾, Gusev O, 末次克行, Cornette R, 山本卓, 黄川田隆洋
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ネムリユスリカゲノムゲノム解析から見えてきた極限環境適応の進化2014

    • 著者名/発表者名
      黄川田隆洋, Gusev O, 末次克行, Cornette R, 川島武士, Logacheva M, Kondrashov A, Penin A, 畑中理恵, 菊田真吾, 志村幸子, 片寄裕一, 松本隆, Shagimardanova E, Alexeev D, Govorun V, Wisecaver J, Mikheyev A, 小柳亮, 藤江学, 西山智明, 重信秀治, 柴田朋子, Golygina V, 長谷部光泰, 奥田隆, 佐藤矩行
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ナトリウムイオンとトレハロースの輸送機構~からからにひからびて、耐性を発揮するその前に~2014

    • 著者名/発表者名
      菊田真吾, Gusev O, 末次克行, Cornette R, 黄川田隆洋
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Oxidative stress and anhydrobiosis in the desiccation-tolerant midge, Polypedilum vanderplanki2014

    • 著者名/発表者名
      Cornette R, Iwata K, Gusev O, Hatanaka R, Okada J, Kikawada T, Okuda T
    • 学会等名
      International seminar LIFE OF GENOMES
    • 発表場所
      カザン大学(ロシア)
    • 年月日
      2014-10-26 – 2014-10-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Comparative genome sequencing reveals genomic signature of desiccation tolerance in the anhydrobiotic midge2014

    • 著者名/発表者名
      Kikawada T
    • 学会等名
      International seminar LIFE OF GENOMES
    • 発表場所
      カザン大学(ロシア)
    • 年月日
      2014-10-26 – 2014-10-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 比較ゲノム解析から見えてきた極限環境適応:ネムリユスリカの乾燥耐性2014

    • 著者名/発表者名
      黄川田隆洋, Gusev O, 末次克行, Cornette R, 畑中理恵, 菊田真吾, 志村幸子, 奥田隆
    • 学会等名
      第16回日本進化学会大会
    • 発表場所
      高槻現代劇場
    • 年月日
      2014-08-21 – 2014-08-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ネムリユスリカLEAタンパク質のストレス耐性付与能力の検討2014

    • 著者名/発表者名
      畑中理恵, グセフ・オレグ, コルネット・リシャー, 奥田隆, 黄川田隆洋
    • 学会等名
      第59回低温生物工学会年会セミナー及び年会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2014-06-28 – 2014-06-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ネムリユスリカの乾燥耐性遺伝子検索のためのゲノム編集技術の構築2014

    • 著者名/発表者名
      岡田淳, 菊田真吾, Gusev O, 末次克行, Cornette R, 山本卓, 黄川田隆洋
    • 学会等名
      第59回低温生物工学会年会セミナー及び年会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2014-06-28 – 2014-06-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Oxidative stress and anhydrobiosis in the desiccation-tolerant midge, Polypedilum vanderplanki2014

    • 著者名/発表者名
      Cornette R, Iwata K, Gusev O, Hatanaka R, Okada J, Kikawada T, Okuda T
    • 学会等名
      New Frontiers in Anhydrobiosis
    • 発表場所
      ポミシェ、フランス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Morphological changes associated with induced complete desiccation resistance in the cell line derived from an anhydrobiotic insect2014

    • 著者名/発表者名
      Evtugyn V, Okada J, Shagimardanova E, Okuda T, Kikawada T, Gusev O
    • 学会等名
      New Frontiers in Anhydrobiosis
    • 発表場所
      ポミシェ、フランス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Comparative genome sequencing reveals genomic signature of desiccation tolerance in the anhydrobiotic midge2014

    • 著者名/発表者名
      Gusev O, Suetsugu Y, Cornette R, Kawashima T, Logacheva M, Kondrashov A, Penin A, Hatanaka R, Kikuta S, Shimura S, Katayose Y, Matsumoto T, Shagimardanova E, Alexeev D, Govorun V, Wisecaver J, Mikheyev A, Koyanagi R, Nishiyama T, Shigenobu S, Shibata T.F, Galygina V, Hasebe M, Okuda T, Satoh N, Kikawada T
    • 学会等名
      New Frontiers in Anhydrobiosis
    • 発表場所
      ポミシェ、フランス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Comprehensive characterization of LEA proteins in the anhydrobiotic midgePolypedilum vanderplanki2014

    • 著者名/発表者名
      Hatanaka R, Gusev O, Suetsugu Y, Cornette R, Okada J, Okuda T, Kikawada T
    • 学会等名
      New Frontiers in Anhydrobiosis
    • 発表場所
      ポミシェ、フランス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Construction of optimized CRISPR/Cas system to research the anhydrobiosis in the sleeping chironomid2014

    • 著者名/発表者名
      Okada J, Kikuta S, Gusev O, Suetugu Y, Cornette R, Yamamoto T, Kikawada T
    • 学会等名
      New Frontiers in Anhydrobiosis
    • 発表場所
      ポミシェ、フランス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 培養細胞の常温乾燥保存は可能になるのか? ­―極限乾燥耐性昆虫ネムリユスリカのトレハローストランスポーターの応用­―2013

    • 著者名/発表者名
      黄川田隆洋
    • 学会等名
      第8回 トランスポーター研究会年会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 動的光散乱法によるネムリユスリカLEAタンパク質の抗凝集活性測定2013

    • 著者名/発表者名
      黄川田隆洋, 畑中理恵
    • 学会等名
      第58回低温生物工学会セミナー・年会
    • 発表場所
      関西大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Some like it dry: hsp in the sleeping chrionomid and their role in the complete desiccation resistance2013

    • 著者名/発表者名
      Gusev O, Shagimardanova E, Rudakova N, Cornette R, Suetsugu Y, Kikawada T
    • 学会等名
      FEBS Congress 2013
    • 発表場所
      サンクトペテルブルク、 ロシア
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Understanding the evolution of anhydrobiosis in the sleeping Chironomid, Polypedilum vanderplanki, by comparative genomics2013

    • 著者名/発表者名
      Cornette R, Gusev O, Suetsugu Y, Okuda T, Kawashima T, Sato N, Nishiyama T, Hasebe M, Kikawada T
    • 学会等名
      5th International Symposium of Environmental Physiology of Ectotherms and Plants
    • 発表場所
      ロンドン、カナダ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ユスリカ科における小さいゲノムサイズと極限環境に対する適応能力2013

    • 著者名/発表者名
      コルネット・リシャー, グセフ・オレグ, 志村幸子, 黄川田隆洋, 奥田隆
    • 学会等名
      極限環境生物学会第14回年会
    • 発表場所
      明治大学(生田キャンパス)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ネムリユスリカLEAタンパク質のin silico解析2013

    • 著者名/発表者名
      畑中理恵, Gusev O, 末次克行, Cornette R, 黄川田隆洋
    • 学会等名
      極限環境生物学会第14回年会
    • 発表場所
      明治大学(生田キャンパス)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Anhydrobiosis vs. aging: comparative genomics of protein repair L-isoaspartyl methyltransferases in the sleeping chironomid2013

    • 著者名/発表者名
      Gusev O, Suetsugu Y, Shagimardanova E, Kikawada T
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ネムリユスリカLEAタンパク質は分子シールドとして乾燥によるタンパク質の凝集形成を抑制する2013

    • 著者名/発表者名
      畑中理恵, 黄川田隆洋
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] カラカラに干からびても死なない生物のゲノム2013

    • 著者名/発表者名
      黄川田隆洋, Gusev O, 末次克行, Cornette R, 畑中理恵, 菊田真吾, 志村幸子, 奥田隆
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ネムリユスリカの乾燥耐性遺伝子検索のためのゲノム編集技術の構築2013

    • 著者名/発表者名
      岡田淳, 菊田真吾, Gusev O, 末次克行, Cornette R, 山本卓, 黄川田隆洋
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] ネムリユスリカのふしぎな世界―この昆虫は、なぜ「生き返る」ことができるのか?2014

    • 著者名/発表者名
      黄川田隆洋
    • 総ページ数
      184
    • 出版者
      ウェッジ出版
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 極限乾燥耐性生物ネムリユスリカのゲノム概要配列を解読

    • URL

      http://www.nias.affrc.go.jp/press/2014/20140912/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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