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2018 年度 実績報告書

ヒトと類人猿のゲノムの大きな違い:組換え頻度に関する仮説のゲノム編集を用いた検証

研究課題

研究課題/領域番号 15H04427
研究機関京都大学

研究代表者

古賀 章彦  京都大学, 霊長類研究所, 教授 (80192574)

研究分担者 田辺 秀之  総合研究大学院大学, 先導科学研究科, 准教授 (50261178)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード類人猿 / 霊長類 / ヘテロクロマチン / 反復配列 / 染色体 / 進化 / 多様性
研究実績の概要

ヒトとチンパンジーの共通祖先の時点で、巨大なヘテロクロマチンのブロックが染色体端部にあり、両者が分岐した後で、ヒトのほうの系統でこれは消失した。この消失の進化的意義を追求することが、本研究課題の目的である。そのために、ヒトではこれが消失することで染色体間の組換え頻度が相対的に上がり、染色体間の多様性が上昇したとの仮説を立てた。
この仮説を検証するために、チンパンジーの培養細胞からブロックを人為的に取り除き、また、ヒトの培養細胞にブロックを導入し、それぞれで組換え頻度を測定して影響を調べるという計画を立てた。これに加えて、研究期間の2年目に、同様の対比を見せる新世界ザル2種(マーモセットおよびヨザル)でも比較を行うことにした。また、研究期間の3年目に、チンパンジーでの減数分裂の実態を直接観察するという手法を、加えた。どちらの追加も、有力な手法がアイデアとして浮かんだこと、および、そのための材料が入手できたことが、理由である。
この3つの方法で、研究課題を進めた。第1の方法では、3年目までに、ブロックの除去で組換え頻度が約2.4倍に上昇するという結果が、大まかに得られていた。そして4年目に実施した精密な測定で、この数値のレベルであることを確認した。第2の方法では、ブロックの規模が短期間に変動することを示し、ヒトでの短期間での消失を支持するデータを得た。第3の方法では、チンパンジーの減数分裂で、ブロックの存在のために染色分体の分離が遅れることの、直接的な証拠を得た。
以上の結果から、当初予定していた組換え頻度への影響に加え、分子レベルでの実態、および、他の同様な例まで示すことができ、仮説の検証となった。学術誌への論文の投稿が完了しており、審査中の状態である。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] University of Firenze(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      University of Firenze
  • [国際共同研究] Kasetsart University(タイ)

    • 国名
      タイ
    • 外国機関名
      Kasetsart University
  • [雑誌論文] Evolutionary origin of OwlRep, a megasatellite DNA associated with adaptation of owl monkeys to nocturnal lifestyle2018

    • 著者名/発表者名
      Nishihara H, Stanyon R, Kusumi J, Hirai H, *Koga A
    • 雑誌名

      Genome Biology and Evolution

      巻: 10 ページ: 157~165

    • DOI

      10.1093/gbe/evx281

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Fusion of piggyBac-like transposons and herpesviruses occurs frequently in teleosts2018

    • 著者名/発表者名
      Inoue Y, Kumagai M, Zhang X, Saga T, Wang D, Koga A, *Takeda H
    • 雑誌名

      Zoological Letters

      巻: 4 ページ: 6

    • DOI

      doi.org/10.1186/s40851-018-0089-8

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Adaptation of owl monkeys to nocturnal lifestyle driven by rapid expansion of simple repeat sequence to form megasatellite DNA2018

    • 著者名/発表者名
      Koga A, Nishihara H, Stanyon R, Hirai H
    • 学会等名
      Society for Molecular Biology and Evolution 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] 夜猿はサテライトDNAを巧みに利用し短期間で夜間視力を高めた2018

    • 著者名/発表者名
      古賀章彦、田辺秀之、Roscoe Stanyon、西原秀典、平井啓久
    • 学会等名
      日本遺伝学会第90回大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Recruitment and co-option of megasatellite DNAs coordinately facilitated adaptation of owl monkeys to nocturnal lifestyle2018

    • 著者名/発表者名
      Koga A
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamic role changes among three megasatellite DNAs associated with adaptation of owl monkeys to nocturnal lifestyle2018

    • 著者名/発表者名
      Koga A
    • 学会等名
      2018 International Joint Conference on Genetics and Medicine
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2019-12-27  

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