エゾサンショウウオの表現型可塑性を引き起こす遺伝基盤とその進化過程

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K18613
• 研究機関: 琉球大学
• 研究代表者: 松波 雅俊 琉球大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (60632635)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 生態発生学 / 表現型可塑性 / 両生類 / サンショウウオ / 脳下垂体 / RNA-seq / RAD-seq / 系統地理

研究実績の概要

表現型可塑性は，変動する環境の中で生物が生き抜くために重要なものである。エゾサンショウウオ（Hynobius retardatus）の幼生は表現型可塑性による形態の多型を示し、生態学の対象として研究が蓄積されてきた。しかし、実際に可塑性を引き起こす原因となる遺伝子については何も分かっていない。さらには、どのようにして本種が表現型可塑性を手に入れ、進化したかについても不明である。本申請課題では、本種を対象として次のことを明らかにすることを目的としている。①表現型変化を引き起こす内分泌系反応に関連する遺伝子の発現変動を解析し、生態学的環境に応答する可塑性の分子機構を解明する。②「形態」と「形態の可塑性」の地域間変異の研究と共同して、地域集団間の集団遺伝学的比較分析を行い、可塑的表現型進化のプロセスを明らかにする。
上記の目的を達成するために以下の解析を行った。①産生した脳下垂体を用いたトランスクリプトームデータの解析を行い、可塑性間で発現が変化するホルモン遺伝子を同定し、その作用機序を推定した。また、GO解析・KEGG解析をおこない、どのような遺伝子群が可塑性の発現に関与しているか調べた。②産生したRAD-seqデータの解析をおこない、地域集団間で比較可能なSNPを同定し、それを元にエゾサンショウウオの進化史を推定した。さらに可塑性の誘導実験結果とRAD-seq解析の結果を比較し、エゾサンショウウオにおける可塑性の進化を推定した。さらに今後の遺伝子の機能検証研究の布石として、有尾両生類のモデル生物であるイベリアトゲイモリ（Pleurodeles waltl）の遺伝子データベースを整備した。

研究成果

• [国際共同研究] ヤギェウォ大学(ポーランド)
  • 国名: ポーランド
  • 外国機関名: ヤギェウォ大学
• [雑誌論文] Multiple Conserved Elements Structuring Inverted Repeats in the Mammalian Coat Color-Related Gene Asip (2019)
  • 著者名/発表者名: Sakuma Yuki、Matsunami Masatoshi、Takada Toyoyuki、Suzuki Hitoshi
  • 雑誌名: Zoological Science 巻: 36 ページ: 23～23
  • DOI: 10.2108/zs180081
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transcriptomic changes during caste development through social interactions in the termite Zootermopsis nevadensis (2019)
  • 著者名/発表者名: Yaguchi Hajime、Suzuki Ryutaro、Matsunami Masatoshi、Shigenobu Shuji、Maekawa Kiyoto
  • 雑誌名: Ecology and Evolution 巻: 9 ページ: 3446～3456
  • DOI: 10.1002/ece3.4976
  • 査読あり
• [雑誌論文] Termite soldier mandibles are elongated by dachshund under hormonal and Hox gene controls (2019)
  • 著者名/発表者名: Sugime Yasuhiro、Oguchi Kohei、Gotoh Hiroki、Hayashi Yoshinobu、Matsunami Masatoshi、Shigenobu Shuji、Koshikawa Shigeyuki、Miura Toru
  • 雑誌名: Development 巻: 146 ページ: in press
  • DOI: 10.1242/dev.171942
  • 査読あり
• [雑誌論文] A comprehensive reference transcriptome resource for the Iberian ribbed newt Pleurodeles waltl, an emerging model for developmental and regeneration biology (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsunami Masatoshi、Suzuki Miyuki、Haramoto Yoshikazu、Fukui Akimasa、Inoue Takeshi、Yamaguchi Katsushi、Uchiyama Ikuo、Mori Kazuki、Tashiro Kosuke、Ito Yuzuru、Takeuchi Takashi、Suzuki Ken-ichi T、Agata Kiyokazu、Shigenobu Shuji、Hayashi Toshinori
  • 雑誌名: DNA Research 巻: 26 ページ: in press
  • DOI: 10.1093/dnares/dsz003
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Caste-specific microRNA expression in termites: insights into soldier differentiation (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsunami M.、Nozawa M.、Suzuki R.、Toga K.、Masuoka Y.、Yamaguchi K.、Maekawa K.、Shigenobu S.、Miura T.
  • 雑誌名: Insect Molecular Biology 巻: 28 ページ: 86～98
  • DOI: 10.1111/imb.12530
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] イベリアトゲイモリのモデル生物化に向けた網羅的遺伝子発現解析とデータベース整備 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松波 雅俊
  • 学会等名: 革新エコモルフォロジー 第3回公開シンポジウム
• [学会発表] 可塑的形態のリアクションノームの地域変異はRAD-seqによる集団遺伝情報から読み解けるか (2018)
  • 著者名/発表者名: 松波 雅俊, 北野 潤, 岸田 治, 道前 洋史, 永野 惇, 豊田 敦, 藤山 秋佐夫, 三浦 徹, 西村 欣也
  • 学会等名: 日本進化学会第20回大会
• [学会発表] Transcriptome resource for Pleurodeles waltl: Next-generation model species for comparative studies in developmental biology and regeneration research with vertebrate model animals (2018)
  • 著者名/発表者名: 松波 雅俊, 鈴木 美有紀, 原本 悦和, 福井 彰雅, 井上 武, 山口 勝司, 内山 郁夫, 森 一樹, 田代 康介, 伊藤 弓弦, 竹内 隆, 鈴木 賢一, 阿形 清和, 重信 秀治, 林 利憲
  • 学会等名: 第12回日本ツメガエル研究集会・第4回次世代両生類研究会 合同シンポジウム
  • 国際学会
• [学会発表] Phylogeography and phenotypic plasticity in the Hokkaido salamander, Hynobius retardatus (2018)
  • 著者名/発表者名: Masatoshi Matsunami
  • 学会等名: Special Symposium to Celebrate over 50,000 citations of Saitou & Nei (1987)'s Neighbor-Joining Method paper
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] inewt
  • URL: http://www.nibb.ac.jp/imori/main/