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

2020 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

ターゲットキャプチャーと大規模並列シーケンシングにテナガザル3種6個体を追加し、テナガザルをこれまでと合わせて10種15個体とした。全ゲノム配列決定された個体と同じノドジロオマキザル1個体を追加し、全ゲノム配列とターゲットキャプチャーの直接比較を行えるようにした。また、golden lion tamarinを1個体とCelebes crested macaqueを1個体追加した。ヒトにおいては、ミャンマーの多様な民族から96個体を解析に加えた。配列のショートリードの参照配列に対するマッピングとアセンブル方法の改良を検討した。ヒトの嗅覚受容体遺伝子レパートリーの集団間と集団内の構成の比較を進展させた。テナガザル10種15個体について苦味受容体遺伝子のターゲットキャプチャー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。アフリカ・アジアのサルの苦味受容体レパートリーの種間比較を進展させた。中南米サルの嗅覚受容体レパートリーの種間比較を進展させた。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、LとMオプシンの分岐の起源について解析を進めた。
エクアドルの広鼻猿類についてL/Mオプシンの遺伝子型を決定し、アリル頻度構成の種間比較を行った。ノドジロオマキザルの全ゲノム配列決定を行い嗅覚受容体の遺伝子構成を調査した。
色覚遺伝子進化のモデルとして重要な小型魚類のメダカについて遺伝子重複した中波長感受型オプシンRH2の種間解析を行い、波長感受性のパラログ間の相違が遺伝子変換に抗して自然選択で維持されていることを明らかにした。

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

配列のショートリードの参照配列に対するマッピングとアセンブル方法を改良した。エクアドルの広鼻猿類についてL/Mオプシンの遺伝子型を決定し、アリル頻度構成の種間相違には種間のニッチ棲み分けが関わることを示した。ノドジロオマキザルの全ゲノム配列決定を行い嗅覚受容体の遺伝子構成をPNAS誌に発表した。

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、苦味受容体、旨味甘味受容体、L・M・Sオプシン、noncoding中立対照のゲノム領域のターゲットキャプチャーと大規模並列シーケンシングの結果の解析を進展させる。テナガザル10種15個体について嗅覚受容体遺伝子と味覚受容体遺伝子のターゲットキャプチャー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。アジア・アフリカのサルについて嗅覚受容体と味覚受容体遺伝子のターゲットキャプチャー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。中南米のサルについて嗅覚受容体と味覚受容体遺伝子のターゲットキャプチャー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。メガネザルと曲鼻猿について嗅覚受容体と味覚受容体遺伝子のターゲットキャプチャー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。

研究成果

• [国際共同研究] University of Calgary(カナダ)
  • 国名: カナダ
  • 外国機関名: University of Calgary
• [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
• [国際共同研究] 浙江大学(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: 浙江大学
• [国際共同研究] ヤンゴン大学(ミャンマー)
  • 国名: ミャンマー
  • 外国機関名: ヤンゴン大学
• [雑誌論文] Color vision and niche partitioning in a diverse neotropical primate community in lowland Amazonian Ecuador (2021)
  • 著者名/発表者名: Veilleux, C. C., Kawamura, S., Montague, M. J., Hiwatashi, T., Matsushita, Y., Fernandez-Duque, E., Link, A., Di Fiore, A., D. and Max Snodderly, M.
  • 雑誌名: Ecology and Evolution 巻: 11 ページ: 5742-5758
  • DOI: 10.1002/ece3.7479
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Crumbs proteins stabilize the cone mosaics of photoreceptors and improve vision in zebrafish (2021)
  • 著者名/発表者名: Hao, Q., Zheng, M., Weng, K., Hao, Y., Zhou, Y., Lin, Y., Gao, F., Kou, Z., Kawamura, S., Yao, K., Xu, P., Chen, J., Zou, J.
  • 雑誌名: Journal of Genetics and Genomics 巻: 48 ページ: 52-62
  • DOI: 10.1016/j.jgg.2020.12.002
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Lowered sensitivity of bitter taste receptors to β-glucosides in bamboo lemurs: an instance of parallel and adaptive functional decline in TAS2R16? (2021)
  • 著者名/発表者名: Itoigawa Akihiro、Fierro Fabrizio、Chaney Morgan E.、Lauterbur M. Elise、Hayakawa Takashi、Tosi Anthony J.、Niv Masha Y.、Imai Hiroo
  • 雑誌名: Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 巻: 288 ページ: 20210346
  • DOI: 10.1098/rspb.2021.0346
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The genomics of ecological flexibility, large brains, and long lives in capuchin monkeys revealed with fecalFACS (2021)
  • 著者名/発表者名: Orkin, J. D., （共著者18名中略）, Kawamura, S., Marques-Bonet, T., Krawetz, R. and Melin, A. D.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 巻: 118 ページ: e2010632118
  • DOI: 10.1073/pnas.2010632118
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 第10章 なぜヒトは多様な色覚をもつのか―霊長類の色覚由来から考える (2021)
  • 著者名/発表者名: 河村正二
  • 雑誌名: 人間の本質にせまる科学－自然人類学の挑戦 (井原泰雄、梅崎昌裕、米田穣 編), 東京大学出版会 巻: なし ページ: 163-172
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of intestinal chemosensory cells from nonhuman primate organoids (2021)
  • 著者名/発表者名: Akihiko Inaba, Shunsuke Kumaki, Ayane Arinaga, Keisuke Tanaka, Eitaro Aihara, Takumi Yamane, Yuichi Oishi, Hiroo Imai, Ken Iwatsuki
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 536 ページ: 20-25
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.12.044
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of TAS2R14 in the intestinal endocrine cells of non-human primates (2021)
  • 著者名/発表者名: Misa Hayashi, Akihiko Inaba, Miho Hakukawa, Ken Iwatsuki, Hiroo Imai & Katsuyoshi Masuda
  • 雑誌名: Genes & Genomics 巻: 43 ページ: 259-267
  • DOI: 10.1007/s13258-021-01054-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Predicted structural differences of four fertility‐related Y‐chromosome proteins in Macaca mulatta, M. fascicularis, and their Indochinese hybrids (2021)
  • 著者名/発表者名: Cody A. Ruiz, Morgan E. Chaney, Masanori Imamura, Hiroo Imai, Anthony J. Tosi
  • 雑誌名: Proteins 巻: 89 ページ: 361-370
  • DOI: 10.1002/prot.26021
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Infant cannibalism in wild white-faced capuchin monkeys (2020)
  • 著者名/発表者名: Nishikawa, M., Ferrer, N., Cheves, S., Lopez, R., Kawamura, S., Fedigan, L. M., Melin, A. D., Jack, K. M.
  • 雑誌名: Ecology and Evolution 巻: 10 ページ: 12679-12684
  • DOI: 10.1002/ece3.6901
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Orthologous divergence and paralogous anticonvergence in molecular evolution of triplicated green opsin genes in medaka fish, genus Oryzias (2020)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, Y., Oda, S., Mitani, H. and Kawamura, S.
  • 雑誌名: Genome Biology and Evolution 巻: 12 ページ: 911-923
  • DOI: 10.1093/gbe/evaa111
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Primate life history, social dynamics, ecology, and conservation: contributions from long-term research in Area de Conservacion Guanacaste, Costa Rica (2020)
  • 著者名/発表者名: Melin. A. D., Hogan, J. D., Campos, F. A., Wikberg, E., King-Bailey, G., Webb, S., Kalbitzer, U., Asensio, N., Murillo-Chacon, E., Hernandez, S. C., Chavarria, A. G., Schaffner, C. M., Kawamura, S., Aureli, F., Fedigan, L., Jack, K. M.
  • 雑誌名: Biotropica 巻: 52 ページ: 1041-1064
  • DOI: 10.1111/btp.12867
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 霊長類旨味受容体の機能と食性の関わりの解明 (2021)
  • 著者名/発表者名: 戸田安香、早川卓志、栗原洋介、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2021年度大会、オンライン
• [学会発表] ターゲットキャプチャーと全ゲノムシーケンスで比較した広鼻猿3種（ホエザル、クモザル、オマキザル）の嗅覚受容体と苦味受容体レパートリー (2021)
  • 著者名/発表者名: 河村正二
  • 学会等名: 第7回ケモビ研究会(Chemosensation and Behavior Workshop 2020)、Online
• [学会発表] ターゲットキャプチャーによるオナガザル科苦味受容体レパートリーの種間比較 (2021)
  • 著者名/発表者名: 侯旻、河村正二
  • 学会等名: 第7回ケモビ研究会(Chemosensation and Behavior Workshop 2020)、Online
• [学会発表] Intra-species variation of human olfactory receptor repertoire revealed by target-captured sequencing (2021)
  • 著者名/発表者名: Akhtar, M. S.、河村正二
  • 学会等名: 第7回ケモビ研究会(Chemosensation and Behavior Workshop 2020)、Online
• [学会発表] コスタリカに生息する野生ノドジロマキザルで観察されたカニバリズム (2020)
  • 著者名/発表者名: 西川真理、Ferrero, N., Cheves, S., Lopez, R., 河村正二, Fedigan, L. M., Melin, A. D., Jack, K. M.
  • 学会等名: 第36回日本霊長類学会大会、オンライン
• [学会発表] 狭鼻猿- 広鼻猿分岐前のアリル分化に遡るヒトL-M オプシン遺伝子分化の起源 (2020)
  • 著者名/発表者名: 松下裕香、竹崎直子、Melin, A. D.、河村正二
  • 学会等名: 第36回日本霊長類学会大会、オンライン
• [学会発表] Target capture of bitter taste receptor gene repertoire from dietarily divergent cercopithecid genomes (2020)
  • 著者名/発表者名: Hou, M., Hayashi, M., Ashino, R., Melin, A. D. and Kawamura, S.
  • 学会等名: 第36回日本霊長類学会大会、オンライン
• [学会発表] Genes under positive selection in the capuchin monkeys (Cebus imitator) provide new insight into the evolution of long lives (2020)
  • 著者名/発表者名: Tejada-Martinez, D., Orkin, J. D., Montague, M. J., Warren, W. C., Kawamura, S., de Magalhaes, J. P., Melin, A. D.
  • 学会等名: The 10th meeting on Mechanisms of Aging, Cold Spring Harbor Laboratory, Online
  • 国際学会
• [学会発表] ヒトの狭鼻猿型3色型色覚を維持する選択圧の緩みは出アフリカ以前に遡る (2020)
  • 著者名/発表者名: 松下裕香、竹崎直子、Melin, A. D.、河村正二
  • 学会等名: 第22回日本進化学会大会：シンポジウム 感覚進化学の異分野協奏、オンライン
  • 招待講演
• [学会発表] 狭鼻猿-広鼻猿分岐前に遡るヒトL-Mオプシン遺伝子分化の起源 (2020)
  • 著者名/発表者名: 松下裕香、竹崎直子、Melin, A. D.、河村正二
  • 学会等名: 第22回日本進化学会大会：シンポジウム 感覚進化学の異分野協奏、オンライン
• [学会発表] Target capture to reveal bitter taste receptor gene repertoire in dietarily divergent cercopithecid monkey (2020)
  • 著者名/発表者名: Hou, M., Hayashi, M., Ashino, R., Melin, A. D. and Kawamura, S.
  • 学会等名: 第22回日本進化学会大会：シンポジウム 感覚進化学の異分野協奏、オンライン
• [学会発表] Genetic diversity of olfactory receptors among human populations (2020)
  • 著者名/発表者名: Akhtar, M. S., Ashino, R., Niimura, Y., Touhara, K., Melin, A. D. and Kawamura, S.
  • 学会等名: 第22回日本進化学会大会：シンポジウム 感覚進化学の異分野協奏、オンライン
• [学会発表] リスザルにおける遠距離視条件下での色覚型による物体の発見効率の違い (2020)
  • 著者名/発表者名: 西川真理、早川卓志、Amanda Melin、河村正二
  • 学会等名: 第22回日本進化学会大会：シンポジウム 感覚進化学の異分野協奏、オンライン
• [学会発表] Evolution of taste receptors in primates (2020)
  • 著者名/発表者名: H. Imai
  • 学会等名: 7th Asia and Pacific Chromosome Colloquium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ヒトとサルの間には ～多様な味覚受容の役割～ (2020)
  • 著者名/発表者名: 今井啓雄
  • 学会等名: 日本味と匂い学会第54回大会シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 多様な霊長類の味覚受容体機能 (2020)
  • 著者名/発表者名: 今井啓雄
  • 学会等名: 第４回感覚研究フロンティア・シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] マーモセットの採食行動と味覚受容体の発現 (2020)
  • 著者名/発表者名: 今井啓雄
  • 学会等名: 第10回 日本マーモセット研究会大会シンポジウム「マーモセットの多角的理解」
  • 招待講演
• [学会発表] 食行動と味覚受容体 (2020)
  • 著者名/発表者名: 糸井川壮大
  • 学会等名: 第22回日本進化学会大会：シンポジウム 感覚進化学の異分野協奏、オンライン
  • 招待講演
• [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