シクリッドの爆発的多様化の分子機構

2007 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14087202
• 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, 大学院・生命理工学研究科, 教授 (60132982)
• 研究分担者: 二階堂 雅人 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助教 (70432010) ; 高橋 一彦 大学共同利用機関法人, 自然科学研究機構基礎生物学研究所, 助教 (40302955) ; 川上 浩一 国立遺伝学研究所, 個体遺伝研究系, 准教授 (70195048)
• キーワード: シクリッド / 種分化 / 種形成 / 多様化 / 視覚 / 嗅覚

研究概要

1)本年度までに視覚の適応を介した種の分化と形成の分子機構が明らかにし、この機構がビクトリア湖産シクリッドの共通の機構である可能性を示唆した。また水深や透明度などビクトリア湖の様々な環境に生息する種の視覚関連遺伝子が、生息環境の光に適応するように分化していることが示された。そこで今年度はこれらの遺伝子の配列から光受容体を再構築し吸収波長の測定を行った。その結果、これらの遺伝子が機能的にもそれぞれの生息環境の光に適応してきたことが明らかになった。また視覚関連遺伝子の近傍領域の配列を用いて系統樹を構築し、ビクトリア湖の種の適応の歴史を推定した。その結果、ビクトリア湖の種は透明度の低い河川の環境から深場や透明度の高い岩場などの湖特異的環境に適応して来たことが推定された。
2)哺乳類フェロモン受容体ホモログであるVIR遺伝子をシクリッドから単離したところ、、これまで単一の遺伝子だと考えられていたこの遺伝子が6つの遺伝子からなる遺伝子ファミリーを形成していることが明らかになった。このうち2っの遺伝子はビクトリア湖の種間でそのアミノ酸配列が多様化しており、また種特異性も見られた。このようなアミノ酸の多様化と配列の種特異性は、これまで種の分化形成に関与してきたことを明らかにした。視覚関連遺伝子のみで見られていた。そのため、このVIR遺伝子も嗅覚を介して種の分化形成に関与してきた可能性が高いと考えられる。
3)モデル脊椎動物ゼブラフィッシュにおいて、エンハンサートラップ法を開発した。これにより発生関連遺伝子の変異の分離と機能解析が可能となった。またトランスポゾンを用いたGa14-UAS法を確立した。これにより特定の細胞で任意の遺伝子を発現させ機能解析することが可能になった.

研究成果

• [雑誌論文] Heterotypy in the N-terminal region of growth/Differentiatiation Factor 5 (GOF5) mature protein during teleost evolution (2008)
  • 著者名/発表者名: Fujimura K, Terai Y. Ishiguro N, Miya M, Nishida M, Okada N
  • 雑誌名: Mol Biol Evol. (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rooting the eutherian tree: the power and pitfalls of phylogenomica. (2008)
  • 著者名/発表者名: Nishihara H, Okada N, Hasegawa M.
  • 雑誌名: Genome Biol. 8 ページ: 199
  • 査読あり
• [雑誌論文] Possible Involvement of SINEs in mammalian-specific brain formation. (2008)
  • 著者名/発表者名: Sasaki T, Nishihara H, Hirakawa M, fujimura K, Tanaka M, Kokubo N, Kimura-Yoshida C, Matsuo I, Sumiyama K, Saitou N, Shimogori T, Okada N.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA. 105 ページ: 4220-4225
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic dissection of neural circuits by To12 transposon-mediated Ga14 gene and enhancer trapping in zebrafish (2008)
  • 著者名/発表者名: Asakawa, K., Suster, M. L., , Mizusawa, K., Nagayoshi, S., Kotani, T., Urasaki, A., Kishimoto, Y., Hibi, M., Kawakami, K.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105 ページ: 1255-1260
  • 査読あり
• [雑誌論文] Insertional Mutagenesis by the To12 transposon-mediated enhancer trapapproach generated mutations in two developmental genes: tcf7 and synembryn-like (2008)
  • 著者名/発表者名: Nagayoshi, S., Hayashi, E., Abe, G., Osato, N., Asakawa, K., Urasaki, A., Horikawa, K., Ikeo, K., Takeda, H., Kawakami, K.
  • 雑誌名: Development 135 ページ: 159-169
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of the embryo, larva and early juvenile of Nile tilapia Oreochromis niloticus (Pisces: Cichlidae) Developmental staging system (2007)
  • 著者名/発表者名: Fujimura K, Okada N.
  • 雑誌名: Develop. Growth Differ. 49 ページ: 301-324
  • 査読あり
• [雑誌論文] MyrSINEs: a novel SINE family in the anteater genomes. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nishihara H, Kuno S, Nikaido M, Okada N
  • 雑誌名: Gene 400 ページ: 98-103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acquisition of Endonuclease Specificity During Evolution of Ll Retrotransposon. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ichiyanagi K, Nishihara H, Duvernell DD, Okada N.
  • 雑誌名: Mol Biol Evol. 9 ページ: 2009-2015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Poxviruses as possible vectors for horizontal transfer of retroposons from reptiles to mammals. (2007)
  • 著者名/発表者名: Piskurek O, Okada N.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 104 ページ: 12046-12051
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel SINE Families from Salmons Validate Parahucho (Salmonidae) as a Distinct Genus and Evidence that SINEs Can Incorporate LINE-related 3'-Tails of Other SINEs. (2007)
  • 著者名/発表者名: Matveev V, Nishihara H, Okada N.
  • 雑誌名: Mol Biol Evol. 24 ページ: 1656-1666
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genomic expansion of the Bov-A2 retroposon relating to phylogeny and breed management. Mamm Genome. (2007)
  • 著者名/発表者名: Onami J, Nikaido M, Mannen H, Okada N.
  • 雑誌名: Mamm Genome. 3 ページ: 187-196
  • 査読あり
• [雑誌論文] Toothed whale monophyly reassessed by SINE insertion analysis: The absence of lineage sorting effects suggests a small population of a common ancestral species. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nikaido M, Piskurek O, Okada N.
  • 雑誌名: Mol. Phylogenet. Evol. 43 ページ: 216-22
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitogenomic analysis for coelacanths (Latimeria chalumnae) caught in Tanzania. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sasaki T, Sato T, Miura S, Bwathondi PO, Ngatunga BP, OKada N.
  • 雑誌名: Gene. 389 ページ: 73-79
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel retrotransposon analysis reveals multiple mobility pathways dictated by hosts. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ichiyanagi K, Nakajima R, Kajikawa M, Okada N.
  • 雑誌名: Genome Res. 1 ページ: 33-41
  • 査読あり
• [雑誌論文] Newly discovered young CORE-SINEs in marsupial genomes. (2007)
  • 著者名/発表者名: Munemasa M, Nikaido M, Nishihara H, Donnellan S, Austion CC, Okada N.
  • 雑誌名: Gene 407 ページ: 176-185
  • 査読あり
• [雑誌論文] To12: a versatile gene transfer vector in vertebrates (2007)
  • 著者名/発表者名: Kawakami, K.
  • 雑誌名: Genome Biology 8 ページ: 7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nodal signals mediate interactions between the extra-embryonic and embryonic tissues in zebrafish. (2007)
  • 著者名/発表者名: Fan, X., Hagos, E. G., Xu, B., Sias, C., Kawakami, K., Burdine, R. D., and Dougan, S. T.
  • 雑誌名: Developmental biology 310 ページ: 363-378
  • 査読あり
• [雑誌論文] A cardiac myosin light chain kinase regulates sarcomere assembly in the vertebrate heart. (2007)
  • 著者名/発表者名: Seguchi, O., takashima, S., Yamazaki, S., Asakura, M., Asano, Y., Shintani, Y., Wakeno, M., Minamino, T., Kondo, H., Furukawa, H., Nakamaru, K., Naito, A., takahashi, T., Ohtsuka, T., Kawakami, K., Isomura, T., Kitamura, S., Tomoike, H., Mochizuki, N., an
  • 雑誌名: The Journal of Clinical Investigation 117 ページ: 2812-2824
  • 査読あり
• [雑誌論文] Localization of ammonia transporter Rhcgl in mitochondrion-rich cells of yolk sac, gill, and kidney of zebrafish and its ionic strength-dependent expression. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nakada, T., Hoshijima, K., Esaki, M., Nagayoshi, S., Kawakami, K., Hirose, S.
  • 雑誌名: Am J Physiol regul Integr Comp Physiol 293 ページ: 1743-1753
  • 査読あり
• [雑誌論文] Targeting neural circuitry in zebrafish using GAL4 enhancer trapping (2007)
  • 著者名/発表者名: Scott, E. K., Mason, L., Arrenberg, A. B., Ziv, L., Gosse, N. J., Xiao, T., Chi, N. C., Asakawa, K., Kawakami, K., Baier, H
  • 雑誌名: Nature Methods 48 ページ: 323-326
  • 査読あり
• [雑誌論文] 脊椎動物におけるトランスポゾンを用いた遺伝学的方法論 (2007)
  • 著者名/発表者名: 浦崎明宏, 川上浩一
  • 雑誌名: 実験医学 25 ページ: 2507-2512
• [雑誌論文] To12トランスポゾンを用いたゼブラフィッシュGaL4エンハンサートラップ法の確立 (2007)
  • 著者名/発表者名: 浅川和秀, 川上浩一
  • 雑誌名: バイオテクノロジージャーナル 7 ページ: 603-606
• [学会発表] Nrf2活性モニター用トランスジェニックゼブラフィッシュ系の開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 辻田忠志, 小林麻己人, 川上弘一, 山本雅之
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20071211-15
• [学会発表] トランスポゾンを用いたGal4-UAS法による細胞の可視化と機能改変 (2007)
  • 著者名/発表者名: Kawakami, K., Abe, G., Urasaki, A., Kikuta, H., Kishimoto, Y., Mutou, A., Maximiliano, S.,
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20071211-15
• [学会発表] 遺伝子トラップ系統を用いたゼブラフィッシュ三半規管形態形成の解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 舟橋淳一, 川上浩一, 仲村春和
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20071211-15
• [学会発表] Expression analysis of cichlid hagoromo gene (2007)
  • 著者名/発表者名: Kensuke Tashiro
  • 学会等名: Asia Africa Evolution Meeting
  • 発表場所: 千葉・生命め森リゾート
  • 年月日: 20071204-06
• [学会発表] The developmental basis for craniofacial morphology of cichlid fishes (2007)
  • 著者名/発表者名: Fuj imura K, Okada N.
  • 学会等名: Asia Africa Evolution Meeting (JSPS AA Science Pl atform Program)
  • 発表場所: 千葉・生命の森リゾート
  • 年月日: 20071204-05
• [学会発表] Transposon-mediated gene trapping and enhancer trapping in zebrafish (2007)
  • 著者名/発表者名: Kawakami, K.
  • 学会等名: ISDB
  • 発表場所: Agra, India
  • 年月日: 20071018-19
• [学会発表] 三次元タイムラプスによるゼブラフィッシュ三半規管形態形成の解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 舟橋淳一, 川上浩一, 仲村春和
  • 学会等名: 第13回小型魚類研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20070916-17
• [学会発表] .魚類の外部器官であるMitochondria-rich cells (MRCs) の複雑な発生分化機構 (2007)
  • 著者名/発表者名: 江嵜正浩, 星島一幸, 川上浩一, Eric S. Weinberg, 広瀬茂久
  • 学会等名: 第13回小型魚類研究
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20070916-17
• [学会発表] Transposon-mediated gene and enhancer trapping in zebrafish (2007)
  • 著者名/発表者名: Kawakami, K.
  • 学会等名: The 16th Korea Genome Organization Conference
  • 発表場所: Seoul
  • 年月日: 20070913-14
• [学会発表] Insertion of RFP using gene trap results in a knockdown of the pax8 gene (2007)
  • 著者名/発表者名: Gebhart, N., Kawakami, K., Ono, F.
  • 学会等名: 5th European Zebrafish Genetics and Development Meeting
  • 発表場所: Amsterdam
  • 年月日: 20070712-15
• [学会発表] Visualization In zebrafish larvae of Na+ uptake in mitochondria-rich cells whose differentiation is dependent on foxi3A (2007)
  • 著者名/発表者名: Esaki, M., Hoshijima, K., Kobaysshi, S., fukuda, H., Kawakami, K., Hirose, S.
  • 学会等名: 5th European Zebrafish Genetics and Development Meeting
  • 発表場所: Amsterdam
  • 年月日: 20070712-15
• [学会発表] Analysis of conserved element regulating expression of fgf8 in zebrafish (2007)
  • 著者名/発表者名: Komisarczuk, A., Navaratilova, P., Kawakami, K., Becker, T.
  • 学会等名: 5th European Zebrafish Genetics and Development Meeting
  • 発表場所: Amsterdam
  • 年月日: 20070712-15
• [学会発表] Targeted gene expression by GAL4 gene and enhancer trapping in zebrafish defines subsets of neurons required for simple vetebrate behaviors (2007)
  • 著者名/発表者名: Asakawa, K., Mizusawa, K., Nagayoshi, S., Kotani, T., Urasaki, A., Kishimoto, Y., Hibi, M., Kawakami, K.
  • 学会等名: 5th European Zebrafish Genetics and Development Meeting
  • 発表場所: Amsterdam
  • 年月日: 20070712-15
• [学会発表] New genetic techniques by excision of the To12 transposon: isolation of revertants and creating frame shift mutations (2007)
  • 著者名/発表者名: Urasaki, A., Asakawa, K., Kawakami, K.
  • 学会等名: 5th European Zebrafish Genetics and Development Meeting
  • 発表場所: Amsterdam
  • 年月日: 20070712-15
• [学会発表] Somitic contribution to the formation of dorsal aorta involves cell migration regulated by Notch and ephrin (2007)
  • 著者名/発表者名: Yoshiko Takahashi, Emi Ohata, Tadayoshi Watanabe, Teruaki Takahashi, Koichi Kawakami, Jun Kohyama, Hideyuki Okano, Yuki Sato
  • 学会等名: 第40回日本発生生物学会 第59回日本細胞生物学会 合同大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20070528-30
• [学会発表] ゼブラフィッシュGAL4トラップ法を用いた行動制御に関与する神経細胞の探索 (2007)
  • 著者名/発表者名: 浅川和秀, 水澤寛太, 永吉さおり, 小谷友也, 浦崎明宏, 岸本康之, 日比正彦, 川上浩一
  • 学会等名: 第40回日本発生生物学会 第59回日本細胞生物学会 合同大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20070528-30
• [学会発表] ゼプラフィッシュにおけるJump starterトランスポゾンシステムの開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 浦崎明宏, 浅川和秀, 川上浩一
  • 学会等名: 第40回日本発生生物学会 第59回日本細胞生物学会 合同大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20070528-30
• [学会発表] ゼブイッシュ幼生におけるNaイオン吸収細胞の同定とその発生分化機構の解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 江崎正浩, 星島一幸, 小林さや子, 福田英一, 川上浩一, 広瀬茂久
  • 学会等名: 第40回日本発生生物学会 第59回日本細胞生物学会 合同大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20070528-30
• [学会発表] :遺伝子トラップ系統を用いたゼブラフィッシュ三半規管形態形成の解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 舟橋淳一, 川上浩一, 仲村春和
  • 学会等名: 第40回日本発生生物学会 第59回日本細胞生物学会 合同大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20070528-30
• [学会発表] The diversity of opsins in sympatric Laka Victoria cichlid species (2007)
  • 著者名/発表者名: Ryutaro Miygai, Yohey Terai, Mitsuto Aibara, Shinji Mizoiri and Norihiro Okada
  • 学会等名: Asia-Africa evolution meeting
  • 発表場所: 千葉・生命の森リゾート
  • 年月日: 2007-12-05
• [学会発表] A new approach to resolve the relationship among the closely related cichlid species in Lake Victoria (2007)
  • 著者名/発表者名: Naoki Kobayashi, Masakatsu Watanabe, Jun-ichi Asakawa, and Norihiro Okada
  • 学会等名: Asia Africa Evolution meeting
  • 発表場所: 千葉・生命の森リゾート
  • 年月日: 2007-12-05
• [学会発表] Adaptation of opsins causes the species diversity of Lake Victoria cichlid fishes (2007)
  • 著者名/発表者名: Yohey Terai, Ryutaro Miygai, Shinji Mizoiri, Mistuto Aibara, Hiroo Imai, Semvua I. Mzighani, Hidenori Tachida^3, and Norihiro Okada^1
  • 学会等名: Asia-Africa evolution meeting
  • 発表場所: 千葉・生命の森リゾート
  • 年月日: 2007-12-05
• [学会発表] 同所的に生息するシクリッド種間でのオプシンの多様性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 宮城竜太郎, 寺井洋平, 相原光人, 溝入真治, 岡田典弘
  • 学会等名: 日本進化学会 第9回大会
  • 発表場所: 京都・京都大学
  • 年月日: 2007-09-01
• [学会発表] 視覚の適応と婚姻色の進化を介した生殖的隔離が引き起こした種の多様性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 寺井洋平、宮城竜太郎、溝入真治, 相原光人、Semvua I. Mzighani、岡田典弘
  • 学会等名: 日本進化学会 第9回大会
  • 発表場所: 京都・京都大学
  • 年月日: 2007-09-01
• [学会発表] The diversity of opsins in sympatric Lake Victoria cichlid species (2007)
  • 著者名/発表者名: Ryutaro Miygai, Yohey Terai, Mitsuto Aibara, Shinji Mizoiri and Norihiro Okada
  • 学会等名: Evolution 2007
  • 発表場所: New Zealand Christchurch
  • 年月日: 2007-06-17
• [学会発表] A new approach to resolve the relationship among the closely related cichlid species in Lake Victoria (2007)
  • 著者名/発表者名: Naoki Kobayashi, Masakatsu Watanabe, Jun-ichi Asakawa, and Norihiro Okada
  • 学会等名: Evolution meeting
  • 発表場所: New Zealand Christchurch
  • 年月日: 2007-06-17
• [学会発表] Adaptation of opsins causes the species diversity of Lake Victoria cichlid fishes (2007)
  • 著者名/発表者名: Yohey Terai, Sinji Mizoiri, Mitsuto Aibara, Ryutaro Miyagi, and Norihiro Okada
  • 学会等名: Evolution 2007
  • 発表場所: New Zealand Christchurch
  • 年月日: 2007-06-17
• [学会発表] カワスズメ科魚類の頭部形態形成のための発生段階 (2007)
  • 著者名/発表者名: 藤村衡至, 岡田典弘
  • 学会等名: 第40回日本発生生物学会・第59回日本細胞生物学会 合同大会
  • 発表場所: 福山・福岡国際会議場
  • 年月日: 2007-05-30
• [備考]
  • URL: http://www.evolution.bio.titech.ac.jp/index0.html
• [備考]
  • URL: http://kawakami.lab.nig.ac.jp/