新世界と旧世界の対比による霊長類感覚生態ゲノム学の確立

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H04005
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 河村 正二 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (40282727)
• 研究分担者: 今井 啓雄 京都大学, 霊長類研究所, 教授 (60314176)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 感覚進化 / 霊長類 / 色覚 / 嗅覚 / 味覚

研究実績の概要

テナガザルについてこれまでの3種に加え6種、中南米のサルについてこれまでの10種に加え9種、メガネザル1種、曲鼻猿9種（キツネザル類4種、ロリス類5種）について嗅覚受容体（OR）、苦味受容体（TAS2R）、旨味甘味受容体（TAS1R）、L・M・Sオプシン、noncoding中立対照のゲノム領域のtarget captureと大規模並列シーケンシングを実施した。ヒト402個体分についてORのtarget captureと大規模並列シーケンシングによる配列解析を開始した。テナガザル9種についてTAS2R遺伝子のtarget captureと大規模並列シーケンシングによる配列解析を開始した。アジア・アフリカのサル9種についてTAS2R遺伝子のtarget captureと大規模並列シーケンシングによる配列解析を進展させた。中南米のサル19種についてOR遺伝子のtarget captureと大規模並列シーケンシングによる解析を進展させた。中南米のサル、アジア・アフリカのサル、類人猿、ヒトにおけるL-Mオプシン遺伝子間塩基相違度解析をさらに前進させた。
中米コスタリカのオマキザル野生集団の果実採食行動と、果実の匂い及び色度分析から、サルが匂い嗅ぎ行動をする果実はしない果実に比べ、熟すると有意に匂いの総量が増加することを示した。これは果実の匂いに依存してサルが採食行動を柔軟に変えることを示した点で重要であり、Nature Communicationsに掲載された。
マダガスカルに生息するキツネザル類やコロブス類、マカク類のこれらの受容体について、ヒトの受容体との比較機能解析を実施した。

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

中米コスタリカのオマキザル野生集団の果実採食行動と、果実の匂い及び色度分析から、サルが匂い嗅ぎ行動をする果実はしない果実に比べ、熟すると有意に匂いの総量が増加することを示した。これは果実の匂いに依存してサルが採食行動を柔軟に変えることを示した点で重要であり、Nature Communicationsに掲載された。

今後の研究の推進方策

ミャンマーの多様な民族について嗅覚受容体（OR）、苦味受容体（TAS2R）、旨味甘味受容体（TAS1R）、L・M・Sオプシン、noncoding中立対照のゲノム領域のtarget captureと大規模並列シーケンシングを実施する。ヒト402個体分についてORのtarget captureと大規模並列シーケンシングによる配列解析を進展させる。テナガザル9種についてTAS2R遺伝子のtarget captureと大規模並列シーケンシングによる配列解析を進展させる。テナガザル9種についてOR遺伝子のtarget captureと大規模並列シーケンシングによる配列解析を開始する。アジア・アフリカのサル9種についてOR遺伝子のtarget captureと大規模並列シーケンシングによる配列解析を開始する。中南米のサル19種についてOR遺伝子のtarget captureと大規模並列シーケンシングによる解析を進展させる。中南米のサル19種についてTAS2RとTAS1R遺伝子のtarget captureと大規模並列シーケンシングによる解析を開始する。メガネザルについてOR遺伝子のtarget captureと大規模並列シーケンシングによる配列解析を開始する。中南米のサル、アジア・アフリカのサル、類人猿、ヒトにおけるL-Mオプシン遺伝子間塩基相違度解析をさらに進展させる。

研究成果

• [国際共同研究] University of Calgary/McGill University(カナダ)
  • 国名: カナダ
  • 外国機関名: University of Calgary/McGill University
• [国際共同研究] University of Idaho/University of Texas at Austin(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: University of Idaho/University of Texas at Austin
• [雑誌論文] Expression of bitter taste receptors in the intestinal cells of non-human primates (2020)
  • 著者名/発表者名: H. Imai, M. Hakukawa, M. Hayashi, K. Iwatsuki and K. Masuda
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 21 ページ: 902
  • DOI: 10.3390/ijms21030902
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Male glandular odorants attract female ring-tailed lemurs (Lemur catta): A putative pheromone in primates (2020)
  • 著者名/発表者名: M. Shirasu, S. Ito, A. Itoigawa, T. Hayakawa, K. Kinoshita, I. Munechika, H. Imai, and K. Touhara
  • 雑誌名: Current Biology 巻: NA ページ: Publishe online
  • DOI: 10.1016/j.cub.2020.03.037
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Endocrine regulation of multichromatic color vision (2019)
  • 著者名/発表者名: Mackin, R. D., Frey, R. A., Gutierrez, C., Farre, A. A., Kawamura, S., Mitchell, D. M. and Stenkamp, D. L.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 巻: 116 ページ: 16882-16891
  • DOI: 10.1073/pnas.1904783116
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Fruit scent and observer colour vision shape food-selection strategies in wild capuchin monkeys (2019)
  • 著者名/発表者名: Melin, A. D., Nevo, O., Shirasu, M., Williamson, R. E., Garrett, E., Endo. M., Sakurai, K., Matsushita, Y., Touhara, K., Kawamura, S.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 10 ページ: 2407
  • DOI: 10.1073/pnas.1904783116
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Targeted gene knockin in zebrafish using the 28S rDNA-specific non-LTR retrotransposon R2Ol (2019)
  • 著者名/発表者名: Kuroki-Kami, A., Nichuguti, N., Yatabe, H., Mizuno, S., Kawamura, S. and Fujiwara, H.
  • 雑誌名: Mobile DNA 巻: 10 ページ: 23
  • DOI: 10.1186/s13100-019-0167-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 霊長類の色覚進化 (2019)
  • 著者名/発表者名: 河村正二
  • 雑誌名: 遺伝子医学 巻: 9 ページ: 153-158
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution of imprinting via lineage-specific insertion of retroviral promoters (2019)
  • 著者名/発表者名: A.B. Bogutz, J. Brind’Amour, H. Kobayashi, K.N. Jensen, K. Nakabayashi, H. Imai, M. C. Lorincz, L. Lefebvre
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 10 ページ: 5674
  • DOI: 10.1038/s41467-019-13662-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Functional divergence of bitter receptor TAS2R38 in Sulawesi macaques (2019)
  • 著者名/発表者名: K.A. Widayati, X. Yan, N. Suzuki-Hashido, A. Itoigawa, L. H. P. S. Purba, F. Fahri, Y. Terai, B. Suryobroto, *H. Imai
  • 雑誌名: Ecology and Evolution 巻: 9 ページ: 10387-10403
  • DOI: 10.1002/ece3.5557
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A natural point mutation in the bitter taste receptor TAS2R16 causes inverse agonism of arbutin in lemur gustation (2019)
  • 著者名/発表者名: A. Itoigawa, T. Hayakawa, N. Suzuki-Hashido, *H. Imai
  • 雑誌名: Proceedings of the Royal Society B 巻: 286 ページ: 20190884
  • DOI: 10.1098/rspb.2019.0884
  • 査読あり
• [学会発表] 霊長類旨味受容体における高いグルタミン酸感受性獲得の分子機構 (2020)
  • 著者名/発表者名: 戸田安香、早川卓志、中北智哉、河村正二、今井啓雄、石丸喜朗、三坂巧
  • 学会等名: 日本農芸化学会2020年度大会
• [学会発表] 隠蔽的捕食者の発見における２色型色覚の優位性の検証 (2020)
  • 著者名/発表者名: 西川真理、早川卓志、田中ちぐさ、辻内祐美、舟橋昂、Melin, A. D.、河村正二
  • 学会等名: 第67回日本生態学会大会
• [学会発表] ジェントルキツネザルにおける苦味受容体の機能進化：種特異的アミノ酸置換がもたらすタケ食への味覚適応 (2020)
  • 著者名/発表者名: 糸井川壮大, Fabrizio Fierro, Morgan E. Chaney, 早川卓志, Anthony J. Tosi, Masha Y. Niv, 今井啓雄
  • 学会等名: 第64回プリマーテス研究会
• [学会発表] L-Mオプシン遺伝子間塩基相違度から考察する霊長類3色型色覚の多様性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松下裕香、Melin, A. D.、河村正二
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会大会
• [学会発表] Dynamic evolution of the bitter taste receptor family among dietarily divergent Old World monkeys (2019)
  • 著者名/発表者名: Hou, M., Hayashi, M., Melin, A. D. and Kawamura, S.
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会大会
• [学会発表] Sensory genetics of fish to primates (2019)
  • 著者名/発表者名: Kawamura, S.
  • 学会等名: The 3rd Joint Symposium on Integrated Biosciences between Zhejiang University and the University of Tokyo
  • 国際学会
• [学会発表] Gene conversion on L and M opsin genes and natural selection against it shape color vision in humans and other catarrhine primates (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsushita, Y., Melin, A. D. and Kawamura, S.
  • 学会等名: The 3rd Joint Symposium on Integrated Biosciences between Zhejiang University and the University of Tokyo
  • 国際学会
• [学会発表] Dynamic evolution of the bitter taste receptor family among dietarily divergent Old World monkeys (2019)
  • 著者名/発表者名: Hou, M., Hayashi, M., Melin, A. D. and Kawamura, S.
  • 学会等名: The 3rd Joint Symposium on Integrated Biosciences between Zhejiang University and the University of Tokyo
  • 国際学会
• [学会発表] 人類以外を中心にやってきた感覚進化遺伝学とそこから観たヒト (2019)
  • 著者名/発表者名: 河村正二
  • 学会等名: 尾本惠市先生米寿記念シンポジウム
• [学会発表] L-Mオプシン間遺伝子変換とそれに抗する自然選択からみた霊長類3色型色覚の重要性の多様性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 河村正二
  • 学会等名: 異分野融合による次世代光生物学研究会
  • 招待講演
• [学会発表] オプシン遺伝子に対する遺伝子変換と純化選択から見るヒト色覚多様性の普遍性と起源 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松下裕香、Melin, A. D.、河村正二
  • 学会等名: 第73回日本人類学会大会
• [学会発表] L-Mオプシン遺伝子間塩基相違度から見た霊長類3色型色覚の多様性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松下裕香、Melin, A. D.、河村正二
  • 学会等名: 第91回日本遺伝学会大会
• [学会発表] Dynamic evolution of the bitter taste receptor family among dietarily divergent Old World monkeys (2019)
  • 著者名/発表者名: 侯旻、林真広、Melin, A. D.、河村正二
  • 学会等名: 第21回日本進化学会大会
• [学会発表] The sensory ecology of food detection and selection by wild primates, roles of vision and olfaction (2019)
  • 著者名/発表者名: Melin, A. D. and Kawamura, S.
  • 学会等名: The 10th International Congress of Comparative Physiology and Biochemistry 2019 (ICCPB 2019): Symposium “Primates and Insects: Parallel Evolution of Multimodal Foraging Ecology”
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Nucleotide divergence pattern between L and M opsin genes shows human uniqueness among catarrhine primates possibly correlated with color vision variation in humans (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsushita, Y., Melin, A. D. and Kawamura, S.
  • 学会等名: Annual Meeting of the Society for Molecular Biology and Evolution 2019 (SMBE 2019)
  • 国際学会
• [学会発表] Dynamic evolution of the bitter taste receptor family among dietarily divergent Old World monkeys (2019)
  • 著者名/発表者名: Hou, M., Hayashi, M., Melin, A. D. and Kawamura, S.
  • 学会等名: Annual Meeting of the Society for Molecular Biology and Evolution 2019 (SMBE 2019)
  • 国際学会
• [学会発表] 遠距離視条件下における３色型覚の優位性の検証 (2019)
  • 著者名/発表者名: 西川真理、早川卓志、土性亮賀，市原涼輔、根本慧、Melin, A. D.，河村正二
  • 学会等名: 第35回日本霊長類学会大会
• [学会発表] 脊椎動物と霊長類の色覚の由来から見たヒト色覚の多様性の意味 (2019)
  • 著者名/発表者名: 河村正二
  • 学会等名: 郡山市立美術館文化講座「ART TAKE」2019
  • 招待講演
• [学会発表] 食行動と味覚受容体 (2019)
  • 著者名/発表者名: 今井啓雄
  • 学会等名: うま味研究会 公開シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Feeding behaviors of animals and sense of taste (2019)
  • 著者名/発表者名: Hiroo Imai
  • 学会等名: The 14th International Conference on Environmental Enrichment
  • 国際学会
• [学会発表] 葉食性キツネザルにおける苦味受容体TAS2R16の機能進化 (2019)
  • 著者名/発表者名: 糸井川壮大, 早川卓志, 今井啓雄
  • 学会等名: 第34会日本霊長類学会大会
• [学会発表] Functional divergence of bitter taste receptor TAS2R38 in Sulawesi Macaques (2019)
  • 著者名/発表者名: Xiaochan Yan , Kanthi Arum Widayati , Nami Suzuki-Hashido, Fahri Bajeber, Akihiro Itoigawa, Laurentia Henrieta Permita Sari Purba, Bambang Suryobroto , Yohey Terai , Hiroo Imai
  • 学会等名: 第34会日本霊長類学会大会
• [学会発表] The sensory ecology of food detection and selection by wild primates, roles of taste and olfaction (2019)
  • 著者名/発表者名: Hiroo Imai
  • 学会等名: The 10th international Congress of Comparative Physiology and Biochemistry
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ジェントルキツネザルにおける苦味受容体TAS2R16のタケ食への機能適応 (2019)
  • 著者名/発表者名: 糸井川壮大, 早川卓志, 今井啓雄
  • 学会等名: 日本味と匂学会第53回大会
• [学会発表] 霊長類消化管オルガノイドにおける培養条件最適化の検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 稲葉 明彦, 篠澤 章久, 有永 理峰, 熊木 竣佑, 伯川 美穂, 林 美紗, 今井 啓雄, 山根 拓実, 大石 祐一, 岩槻 健
  • 学会等名: 日本味と匂学会第53回大会
• [学会発表] Evolution of taste receptors in primates (2019)
  • 著者名/発表者名: Hiroo Imai
  • 学会等名: 第48回内藤カンファレンス 感覚系サイエンスの最前線 ― 痛覚、痒覚、嗅覚、味覚
  • 招待講演
• [学会発表] Population of gustducin-containing intestinal epithelial cells in large intestine of primates (2019)
  • 著者名/発表者名: Misa HAYASHI
  • 学会等名: 第48回内藤カンファレンス 感覚系サイエンスの最前線 ― 痛覚、痒覚、嗅覚、味覚
• [学会発表] Decreased sensitivity of the bitter taste receptor TAS2R16 to β-glucosides in the dietary specialized bamboo lemurs (2019)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Itoigawa, Febrizio Fierro, Morgan E. Chaney, Takashi Hayakawa, Anthony J. Tosi, Masha Y. Niv, Hiroo Imai
  • 学会等名: The 18th International Symposium on Molecular and Neural Mechanisms of Taste and Olfactory Perception (ISMNTOP2019)
  • 国際学会
• [学会発表] 霊長類感覚受容体の機能解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 今井啓雄
  • 学会等名: 異分野融合による次世代光生物学研究会
  • 招待講演
• [学会発表] キツネザル科霊長類に見られるアルブチンによる苦味受容体TAS2R16の機能抑制とその進化的起源 (2019)
  • 著者名/発表者名: 糸井川壮大, 早川卓志、橋戸南美, 今井啓雄
  • 学会等名: 異分野融合による次世代光生物学研究会
• [学会発表] Expression pattern of gustducin in the intestinal epithelial cells in cecum and large intestine of primates (2019)
  • 著者名/発表者名: Misa Hayashi, Mizuho Kido, Miho Hakukawa, Hiroo Imai
  • 学会等名: 日本比較生理生化学会第41回大会
• [備考] 河村正二研究室ホームページ
  • URL: http://www.jinrui.ib.k.u-tokyo.ac.jp/kawamura-home.html
• [備考] Shoji Kawamura Lab Home Page
  • URL: http://www.jinrui.ib.k.u-tokyo.ac.jp/kawamura-home-E.html