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2018 年度 実績報告書

動植物ゲノム配列解析にもとづくヤポネシアへのヒトの移動の推定

計画研究

研究領域ゲノム配列を核としたヤポネシア人の起源と成立の解明
研究課題/領域番号 18H05508
研究機関北海道大学

研究代表者

鈴木 仁  北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (40179239)

研究分担者 遠藤 俊徳  北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (00323692)
増田 隆一  北海道大学, 理学研究院, 教授 (80192748)
伊藤 剛  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 高度解析センター, チーム長 (80356469)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2023-03-31
キーワードハツカネズミ / 全ゲノム解析 / ヒョウタン / ヒト随伴動物 / ヒグマ / イネ / 縄文・弥生時代 / 第四紀環境変動
研究実績の概要

今年度は、ユーラシア産マウス100個体に関する全ゲノム解析を実施した。年度末までに当該のDNAシークエンスの作出を終了し今後の配列解析に向けた準備を整えた。ネズミ亜科に属する野生ネズミ類において周期性のある環境変動によって誘起された複数のイベントをcalibration pointsとして活用し、ミトコンドリアDNAの精密な進化速度を推定するした。その結果、ミトコンドリアDNAにおいて過去15万年間の時間依存的化速度の標準曲線の作出を行うことができた。また、現代のイネの中から、日本列島へ来歴に関与すると思われる品種に注目し、それらの全ゲノム配列を解読した。ジャポニカ及びインディカの参照ゲノムと比較しSNPを解析し、基本的なデータを得るための解析パイプラインを作成した。HiSeqもしくはMiSeqのショートリードを対象としてBWA-MEMでマッピングし、GATK、Freebayes、DeepVariantでSNP等を検出した。JRC21という赤米は、農研機構のジーンバンクではジャポニカとされていたが、今回、JRC21が明らかにインディカに近いことが判明した。栽培株3種類(アジア型 Laos #S1、アフリカ型 Namibia #348、アメリカ Mexico #600)および、野生近縁種L.sphaerica (#362), L. abyssinica (#451), L. breviflora (#381)のNGS解析およびバイオインフォマティクス解析を進め、3大陸の栽培株とアフリカの野生種3種の遺伝子スペクトル比較結果から、栽培種固有の遺伝子群の候補を得た。北海道ヒグマの三重構造を検証するため、北海道内のヒグマについて、サンプリング地域と母系遺伝子型の確認を行った。全ゲノム解析のために、母系遺伝子解析や父系遺伝子解析のデータに基づきサンプルの選定を行った。

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

100個体の野生マウスの全ゲノム解析はすでに一次の生データが取得され、現在、系統地理学的比較のためのゲノムデータの解析が進められている。核全ゲノムおよびミトコンドリア全ゲノム情報が集団動態の解析に順次活用されていく状況となっている。ミトコンドリアの精密な進化速度の推定については、ヤチネズミ類を対象とした研究論文が国際誌において受理された(Honda et al., Journal of Mammalogy, in press)。日本列島の生物種において同様に環境変動の周期性に着目して同様に時間依存的進化速度の推定は可能であり、本ヤポネシア研究の進展に大きく寄与できる成果であると考えている。次世代シークエンサーを用いた古代米の研究も進行している。ヒグマの全ゲノム解析は、サンプルの策定が終了し、全ゲノムの塩基配列取得に向けた作業も始まっている。ヒョウタンの全ゲノム解析も下準備は順調になされた。また、核ゲノム解析が進めば機能的遺伝子の分子進化の動態の機微にも迫れると考えており、モデル生物でもあるマウスにおいては、個々の機能遺伝子を研究する研究やとの情報共有をすることで、新規の研究が数多く立ち上がるものと期待している。一例として、毛色多型を演出するAsipという遺伝子に着目し、その腹部毛色に特異的なプロモーター領域の変異と腹部毛色との関係性について予備的に調査を進めている。さらに、全ゲノム情報の使用が可能になれば、詳細に、遺伝的背景も把握した上でゲノム編集技術を用いた有益な変異個体作出も可能となるものと思われる。

今後の研究の推進方策

研究目的の達成のために、有益と思われる研究を模索し実行する。ヒトに帯同する動物種について対象を広げる。哺乳類においては、クマネズミ、ドブネズミ、ジャコウネズミといった他のヒトに帯同して移入したと考えられ種について予備的調査を行う。現在、ミトコンドリアDNAの変異の解析は進め、クマネズミにおいて日本列島の中では宮古島諸島に特異的なハプロタイプを見出している。鳥類においては、住家性の傾向を示すハシブトガラスとハシボソガラスに着目し、日本列島への移入に関しヒトの影響がなかったかミトコンドリアDNAをマーカーとして研究協力者のAlexey Kryukov博士と現在協議を行っている。ニワトリ、ブタ、ウマといった家畜およびネコといった随伴動物、さらには人獣共通感染症に関わる寄生虫やウイルスにも注目し情報収集を行う。総括的な観点で本研究課題の遂行に取り組んでいきたいと考えている。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 11件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Late Pleistocene climate change and population dynamics of Japanese Myodes voles inferred from mitochondrial cytochrome b sequences.2019

    • 著者名/発表者名
      Asuka Honda, Shota Murakami, Masashi Harada, Kimiyuki Tsuchiya, Gohta Kinoshita, and Hitoshi Suzuki.
    • 雑誌名

      Journal of Mammalogy

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ESUCA: a pipeline for genome-wide identification of upstream open reading frames with evolutionarily conserved sequences and determination of the taxonomic range of their conservation2019

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Hiro、Hayashi Noriya、Yamashita Yui、Naito Satoshi、Takahashi Anna、Fuse Kazuyuki、Endo Toshinori、Kojima Shoko、Onouchi Hitoshi
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1101/524090

  • [雑誌論文] Variation in pancreatic amylase gene copy number among Eurasian badgers (Carnivora, Mustelidae, Meles) and its relationship to diet2019

    • 著者名/発表者名
      Abduriyim S.、Nishita Y.、Abramov A. V.、Solovyev V. A.、Saveljev A. P.、Kosintsev P. A.、Kryukov A. P.、Raichev E.、Vainola R.、Kaneko Y.、Masuda R.
    • 雑誌名

      Journal of Zoology

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1111/jzo.12649

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Genetic diversity of MHC class II DRB alleles in the marbled polecat, Vormela peregusna, in Bulgaria.2019

    • 著者名/発表者名
      Nishita, Y., Spassov, N., Peeva, S., Raichev, E.G., Kaneko, Y., and Masuda, R
    • 雑誌名

      Ethology, Ecology and Evolution

      巻: 31 ページ: 59-72

    • DOI

      10.1080/03949370.2018.1486887

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hybridization between the European and Asian badgers (Meles, Carnivora) in the Volga-Kama region, revealed by analyses of maternally, paternally and biparentally inherited genes.2019

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita, E., Abramov, A.V., Soloviev, V.A., Saveljev, A.P., Nishita, Y., Kaneko, Y., and Masuda, R.
    • 雑誌名

      Mammalian Biology

      巻: 94 ページ: 140-148

    • DOI

      10.1016/j.mambio.2018.05.003

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Multiple Conserved Elements Structuring Inverted Repeats in the Mammalian Coat Color-Related Gene Asip.2018

    • 著者名/発表者名
      Sakuma, Y., Matsunami, M., Takada, T. and Suzuki, H.
    • 雑誌名

      Zoological Science

      巻: 36 ページ: 23-31

    • DOI

      10.2108/zs180081

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A perspective for resolving the systematics of Rattus, the vertebrates with the most influence on human welfare.2018

    • 著者名/発表者名
      Thomson, V., Wiewel, A., Chinen, A., Maryanto, I., Sinaga, M. H., How, R., Aplin, K., Suzuki, H.
    • 雑誌名

      Zootaxa

      巻: 4459 ページ: 431-452

    • DOI

      10.11646/zootaxa.4459.3.2

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Evolutionary Dynamics of Copy Number and Meiotic Recombination in Murine 5S rDNA: Possible Involvement of Natural Selection.2018

    • 著者名/発表者名
      Miyu Isobe, Mitsuo Nunome, Ken Katakura, Hitoshi Suzuki
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Evolution

      巻: 86 ページ: 312-323

    • DOI

      10.1007/s00239-018-9848-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quaternary-related genetic differentiation and parallel population dynamics of the Eurasian Jay (Garrulus glandarius) in the circum-Japan Sea region.2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Aoki, Gohta Kinoshita, Alexey P. Kryukov, Isao Nishiumi, Sangim Lee, Hitoshi Suzuki
    • 雑誌名

      Journal of Ornithology

      巻: 159 ページ: 1087-1097

    • DOI

      10.1007/s10336-018-1573-9

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Comprehensive phylogenomic analysis reveals a novel cluster of simian endogenous retroviral sequences in Colobinae monkeys2018

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Masaki、Satomura Kazuhiro、Sekizuka Tsuyoshi、Hanada Kentaro、Endo Toshinori、Osada Naoki
    • 雑誌名

      American Journal of Primatology

      巻: 80 ページ: e22882~e22882

    • DOI

      10.1002/ajp.22882

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolution of MHC class I genes in Eurasian badgers, genus Meles (Carnivora, Mustelidae)2018

    • 著者名/発表者名
      Abduriyim Shamshidin、Nishita Yoshinori、Kosintsev Pavel A.、Raichev Evgeniy、Vainola Risto、Kryukov Alexey P.、Abramov Alexei V.、Kaneko Yayoi、Masuda Ryuichi
    • 雑誌名

      Heredity

      巻: 122 ページ: 205~218

    • DOI

      10.1038/s41437-018-0100-3

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Genetic diversity of MHC class II DRB alleles in the continental and Japanese populations of the sable Martes zibellina (Mustelidae, Carnivola, Mammalia)2018

    • 著者名/発表者名
      Nishita, Y., Abramov, A.V., Murakami, T., and Masuda, R.
    • 雑誌名

      Mammal Research

      巻: 63 ページ: 369-378

    • DOI

      10.1007/s13364-018-0366-0

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Low genetic diversity in an isolated red fox (Vulpes vulpes) population on Mt. Hakodate, Japan, revealed by microsatellite analyses of fecal samples.2018

    • 著者名/発表者名
      Amaike, Y., Murakami, T., and Masuda, R.
    • 雑誌名

      Mammal Study

      巻: 43 ページ: 141-152

    • DOI

      10.3106/ms2017-0055

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Genetic Diversity of MHC Class II DRB1 Exon 2 in the Red Fox (Vulpes vulpes) on Hokkaido, Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Amaike Yosuke、Nishita Yoshinori、Uraguchi Kohji、Masuda Ryuichi
    • 雑誌名

      Zoological Science

      巻: 35 ページ: 402~410

    • DOI

      10.2108/zs170211

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Low genetic variation in the MHC class II DRB gene and MHC-linked microsatellites in endangered island populations of the leopard cat (Prionailurus bengalensis) in Japan.2018

    • 著者名/発表者名
      Saka, T., Nishita, Y., and Masuda, R.
    • 雑誌名

      mmunogenetics

      巻: 70 ページ: 115-124

    • DOI

      10.1007/s00251-017-1020-8

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 乳類の系統地理を探る~ヒグマの移動史2018

    • 著者名/発表者名
      増田隆一
    • 雑誌名

      生物科学

      巻: 70 ページ: 25-30

  • [雑誌論文] 遺伝子が解き明かす北海道の生物地理2018

    • 著者名/発表者名
      増田隆一
    • 雑誌名

      ビオヒストリー

      巻: 30 ページ: 12-15

  • [学会発表] ネズミの進化と分化について2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木仁
    • 学会等名
      第 64 回日本寄生虫学会・日本衛生動物学会 北日本支部合同大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Phylogeography of the Siberian weasel (Mustela sibirica), based on mitochondrial DNA analysis(ミトコンドリアDNA解析によるシベリアイタチ(Mustela sibirica)の系統地理について)2018

    • 著者名/発表者名
      石川恵太,Alexei V. Abramov,西田義憲,増田隆一
    • 学会等名
      日本動物学会第89回大会
  • [学会発表] Y染色体上のマイクロサテライトの多様性からみたアカギツネ (Vulpes vulpes) の系統地理.2018

    • 著者名/発表者名
      織田 未希, Alexei V. Abramov, Evgeniy Raichev, Pavel A. Kosintsev, Alexey P. Kryukov, 浦口 宏二, 西田 義憲, 増田 隆一
    • 学会等名
      日本動物学会第89回大会
  • [学会発表] 古代ヒョウタンの軌跡を辿る2018

    • 著者名/発表者名
      遠藤俊徳
    • 学会等名
      第72回日本人類学会大会公開シンポジウム2 DNAからみたヒトの進化
    • 招待講演
  • [学会発表] Hybrid type of nuclear and plastid DNAs suggests the hypothesis for ancient propagation of American bottle gourd (Lagenaria siceraria)2018

    • 著者名/発表者名
      Dai Watabe, Hiroshi Yuasa, Naoki Osada, Kazuhiro Satomura, and Toshinori Endo
    • 学会等名
      Society of Molecular Biology and Evolution
    • 国際学会
  • [図書] ユーラシア動物紀行2019

    • 著者名/発表者名
      増田 隆一
    • 総ページ数
      224
    • 出版者
      岩波書店
    • ISBN
      978-4004317579
  • [図書] 日本の食肉類2018

    • 著者名/発表者名
      増田 隆一
    • 総ページ数
      320
    • 出版者
      東京大学出版会
    • ISBN
      9784130602372

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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