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2013 年度 実績報告書

異種トゲウオ間のゲノム不適合と生殖隔離の分子機構

計画研究

研究領域ゲノム・遺伝子相関:新しい遺伝学分野の創成
研究課題/領域番号 23113007
研究機関国立遺伝学研究所

研究代表者

北野 潤  国立遺伝学研究所, 新分野創造センター, 特任准教授 (80346105)

研究期間 (年度) 2011-07-25 – 2016-03-31
キーワード種分化 / 性染色体 / ゲノム / 雑種 / 多様性 / トゲウオ / 進化
研究概要

本年度は、トゲウオ近縁種間で生じる雑種不妊の候補遺伝子のいくつかについて生化学的な解析を行い、近縁種間でヒストン結合能力が異なる遺伝子を同定した。これは、ヒストンアレイの実験とGST融合タンパクのプルダウンアッセイで確認できた。また、生体において候補遺伝子の機能解析を行うために、イトヨのトランスジェニックとノックアウトの系を立ち上げた。トランスジェニックについては、メダカのトランスポゼースtol2を用いた系にてF0の作出に無事成功した。また、TALENのRNAを受精卵に導入することで、ある遺伝子の破壊にも成功した。これらのイトヨの精巣機能をハイスループットで解析するためにフローサイトメトリーを導入し、成熟精子の表現型決定のシステムを立ち上げた。
また、トゲウオの近縁種間のゲノム不適合現象に性染色体が関与していることが我々のグループによって既に明らかになっていたが、このたびネオ性染色体をもつ日本海イトヨの全ゲノム配列を次世代シークエンサーを用いて決定し、ネオ性染色体の進化の初期過程を明らかにするとともに、太平洋と日本海の近縁イトヨ種間のゲノム配列の分化について詳細に解析し、その成果を論文にまとめ報告することができた。
さらに、近縁集団間での適応能力の違いについてもいくつかの新しい知見を得た。具体的には、日長応答性の異なる遺伝子についてそのシス配列を詳細に解析した。また、塩分耐性の異なるイトヨエコタイプを利用しQTL解析を行い、有為なゲノム領域を見いだした。

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

当初の予定通り、近縁種間でのゲノム不適合に関わる候補遺伝子、対比的な環境への適応に関わる候補遺伝子を同定し、現在、その分子解析にまで進んでいる。また、これらの機能を生体にて解析するべく、トランスジェニックとノックアウトの系を立ち上げ、既にF0の作出に成功しているから。

今後の研究の推進方策

既に確立した遺伝子操作の技術を用いて、既に得た候補遺伝子の機能を順次解析していく。
また、in vitroでこれらの遺伝子の生化学アッセイを行い、具体的に、どの変異がどのような機能変化を近縁種間でもたらすのかを解明する。
これらの成果について、順次、論文化するとともに、ホームページなどを通して広く一般社会へ発信する。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Sex chromosome turnover contributes to genomic divergence between incipient stickleback species.2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, K., Makino, T., Yamaguchi, K., Shigenobu, S., Hasebe, M., Kawata, M., Kume, M., Mori, S., Peichel, C. L., Toyoda, A., Fujiyama, A., and Kitano, J.
    • 雑誌名

      PLOS Genetics

      巻: 10 ページ: e1004223

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1004223

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Speciation in ninespine sticklebacks: reproductive isolation and phenotypic divergence among cryptic species of Japanese ninespine stickleback.2013

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa, A., Takeuchi, N., Kusakabe, M., Kume, M., Mori, S., Takahashi, H., and Kitano, J.
    • 雑誌名

      Journal of Evolutionary Biology

      巻: 26 ページ: 1417-1430

    • DOI

      10.1111/jeb.12146

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Divergence in thyroid hormone levels between juveniles of marine and stream ecotypes of the threespine stickleback (Gasterosteus aculeatus).2013

    • 著者名/発表者名
      Kitano, J., and Lema, S. C.
    • 雑誌名

      Evolutionary Ecology Research

      巻: 15 ページ: 143-153

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Are Japanese freshwater populations of threespine stickleback derived from the Pacific Ocean lineage?2013

    • 著者名/発表者名
      Cassidy, L. M., Ravinet, M., Mori, S., and Kitano, J.
    • 雑誌名

      Evolutionary Ecology Research

      巻: 15 ページ: 295-311

    • 査読あり
  • [雑誌論文] RNA sequencing reveals small RNAs differentially expressed between incipient Japanese threespine sticklebacks2013

    • 著者名/発表者名
      Kitano, J., Yoshida, K., and Suzuki, Y.
    • 雑誌名

      BMC Genomics

      巻: 14 ページ: 214

    • DOI

      10.1186/1471-2164-14-214

    • 査読あり
  • [学会発表] ゲウオにおけるミクロレベルでの表現型多様化とマクロレベルでの種分化の遺伝機構2013

    • 著者名/発表者名
      北野 潤
    • 学会等名
      日本遺伝学会大会
    • 発表場所
      慶応大学
    • 年月日
      20130831-20130831
  • [学会発表] A young neo-sex chromosome is the site of divergence between incipient stickleback species2013

    • 著者名/発表者名
      Kitano J, Yoshida K
    • 学会等名
      ESEB2013
    • 発表場所
      Lisbon Portugal
    • 年月日
      20130819-20130824
  • [学会発表] 性的二型進化の遺伝理論とトゲウオの性的二型2013

    • 著者名/発表者名
      北野 潤
    • 学会等名
      日本動物学会大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      20130812-20130812
  • [備考] 特殊な性染色体を持つ日本海イトヨのゲノムを解読

    • URL

      http://www.ige.tohoku.ac.jp/prg/genetics/study_report/kitano/

  • [備考] 特殊な性染色体を持つ日本海イトヨのゲノムを解読

    • URL

      http://www.nig.ac.jp/Research-Highlights/1468/1473.html

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公開日: 2015-05-28  

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