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

2021 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

ヒトの嗅覚受容体遺伝子ファミリーの多くの遺伝子に新規の構造欠損多型と遺伝子重複・欠失多型を検出した。ヒト参照全ゲノムデータベースでintactである嗅覚受容体遺伝子にも構造欠損アリルが高頻度見られる場合があり、ヒト参照全ゲノムデータベースでnearly intact偽遺伝子である嗅覚受容体遺伝子では構造欠損アリルは低頻度でしか見られない場合があることを見出した。また、遺伝子重複・欠失多型が特定のゲノム領域に偏在する傾向を見出し、クロマチン構造との関連の可能性を示唆した。さらに嗅覚受容体遺伝子ファミリーと中立対照領域を、単塩基多型の主成分分析、塩基配列多型に基づく集団系統樹、塩基頻度スペクトルを評価するTajima’s D指標で比較し、両者の遺伝的多様性の集団分化の違いを評価した。中立対照領域を用いたことで、嗅覚受容体遺伝子ファミリーは集団分化度が高い一方で、多様性のパターンが平衡選択と呼ばれる自然選択により維持されている可能性を示した。オナガザル科と広鼻猿類のintactである嗅覚受容体遺伝子の数と色覚の容態との間に明確な関係性はないことを示した。オナガザル科はその共通祖先において、苦味受容体遺伝子を増加させたのに対し、広鼻猿は真猿類の共通祖先からほとんど変化していないことを示した。オナガザル科のうちコロブス亜科はその共通祖先において、多くの苦味受容体を欠失したのに対し、オナガザル亜科は様々な系統において独立に少しずつ苦味受容体を欠失しており、結果的にintactな苦味受容体遺伝子数は両亜科で類似しているが、構成は異なることを示した。テナガザルはその共通祖先において苦味受容体遺伝子の多くを染色体上のクラスターごと欠失していることを示した。

現在までの達成度 (段落)

令和3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

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

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] Hpa-An University(ミャンマー)
  • 国名: ミャンマー
  • 外国機関名: Hpa-An University
• [雑誌論文] Genetic variation of olfactory receptor gene family in a Japanese population (2022)
  • 著者名/発表者名: Akhtar, M. S., Ashino, R., Oota, H., Ishida, H., Niimura, Y., Touhara, K., Melin, A. D. and Kawamura, S.
  • 雑誌名: Anthropological Science 巻: unassigned ページ: Online
  • DOI: 10.1537/ase.211024
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Evolution of the primate glutamate taste sensor from a nucleotide sensor (2021)
  • 著者名/発表者名: Toda, Y., Hayakawa, T., Itoigawa, A., Kurihara, Y., Nakagita, T., Hayashi, M., Ashino, R., Melin, A. D., Ishimaru, Y., Kawamura, S., Imai, H., and Misaka, T.
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 31 ページ: 4641-4649.e5
  • DOI: 10.1016/j.cub.2021.08.002
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [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] 色覚多様性の意味について (2021)
  • 著者名/発表者名: 河村正二
  • 雑誌名: FBNews放射線安全管理総合情報誌, 株式会社千代田テクノル 巻: 536 ページ: 1ー6
  • 査読あり
• [雑誌論文] 第18章-1 視覚にかかわるオプシン遺伝子群 (2021)
  • 著者名/発表者名: 河村正二
  • 雑誌名: ヒトゲノム事典 (井ノ上逸朗・今西 規・河村正二・斎藤成也・颯田葉子・田嶋 敦 編), 一色出版 巻: 該当せず ページ: 256-259
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interleukin-4 Promotes Tuft Cell Differentiation and Acetylcholine Production in Intestinal Organoids of Non-Human Primate (2021)
  • 著者名/発表者名: Inaba Akihiko、Arinaga Ayane、Tanaka Keisuke、Endo Takaho、Hayatsu Norihito、Okazaki Yasushi、Yamane Takumi、Oishi Yuichi、Imai Hiroo、Iwatsuki Ken
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 22 ページ: 7921～7921
  • DOI: 10.3390/ijms22157921
  • 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] 味覚の個人差と味覚受容体の遺伝子進化 (2021)
  • 著者名/発表者名: 沼部令奈, 今井啓雄
  • 雑誌名: アグリバイオ味覚・食嗜好性研究の最前線、北隆館 巻: unassigned ページ: 23-27
  • 査読あり
• [学会発表] ヒトを含む霊長類における色覚、嗅覚、味覚センサー遺伝子群の進化多様性 (2022)
  • 著者名/発表者名: 河村正二
  • 学会等名: 霊長類人類学研究会「サルとヒトをそれぞれ対象とする多くの研究者が共同で取り組める研究課題を抽出する」、ホテル メルパルク松山、愛媛県松山市、3月28-29日
  • 招待講演
• [学会発表] 霊長類の嗅覚受容体および苦味受容体多重遺伝子族の進化多様性 (2022)
  • 著者名/発表者名: 河村正二、侯旻、 孫樹、 新村芳人、 早川卓志、Amanda D. Melin、今井啓雄
  • 学会等名: 京都大学霊長類研究所 共同利用研究会・第50回ホミニゼーション研究会 「人類進化と遺伝子」、京都大学霊長類研究所、犬山市/ Online ハイブリッド、3月22-23日
  • 招待講演
• [学会発表] 霊長類における旨味受容体のヌクレオチド感受性と食性の関わり (2022)
  • 著者名/発表者名: 戸田安香、早川卓志、糸井川壮大、栗原洋介、中北智哉、Amanda D. Melin、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2022年度大会、オンライン（主催者所属：京都大学農学研究科、京都市）、3月15-18日
• [学会発表] Molecular genetics of visual adaptation in monotremes (2022)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto, S., Matsushita, Y., Kawamura, S. and Hayakawa, T.
  • 学会等名: The 17th International Symposium on Primatology and Wildlife Science, Kyoto University and online, March 7-8
  • 国際学会
• [学会発表] Genetic variation of olfactory receptor multigene family in humans evaluated by targeted capture (2022)
  • 著者名/発表者名: Kawamura, S., Akhtar, M. S., Niimura, Y. and Melin, A. D.
  • 学会等名: 国立遺伝学研究所集団遺伝研究室 斎藤成也教授 退職記念シンポジウム、国立遺伝学研究所、三島市／オンライン、3月5-6日
  • 招待講演
• [学会発表] Ancient origin of catarrhine L and M opsin genes in anthropoid common ancestor (2022)
  • 著者名/発表者名: Kawamura, S., Matsushita, Y., Takezaki, N. and Melin, A. D.
  • 学会等名: Joint Meeting of the International Primatological Society and the Latin American Society of Primatology (IPS-SLAPrim 2022), Quito, Ecuador and online, January 9-15
  • 国際学会
• [学会発表] Differentiation of bitter taste receptor family composition in cercopithecids (2022)
  • 著者名/発表者名: Hou, M., Ashino, R., Melin, A. D. and Kawamura, S.
  • 学会等名: Joint Meeting of the International Primatological Society and the Latin American Society of Primatology (IPS-SLAPrim 2022), Quito, Ecuador and online, January 9-15
  • 国際学会
• [学会発表] The heritability of red-green cone ratios in a population of free-ranging rhesus macaques (Macaca mulatta) (2022)
  • 著者名/発表者名: Munds, R. A., Janiak, M. C., Montague, M. J., Martinez, M., Kawamura, S., Melin, A. D., and Higham, J. P.
  • 学会等名: Joint Meeting of the International Primatological Society and the Latin American Society of Primatology (IPS-SLAPrim 2022), Quito, Ecuador and online, January 9-15
  • 国際学会
• [学会発表] Variation of Bitter Taste Receptor TAS2R38 of Macaca maura (2022)
  • 著者名/発表者名: Kanthi Arum Widayati, Yan Xiaochan, Nami Suzuki-Hashido, Akihiro Itoigawa, Fahri Fahri, Yohey Terai, Bambang Suryobroto, Hiroo Imai
  • 学会等名: 第50回ホミニぜーション研究会
• [学会発表] Low sensitivity of bitter taste receptor TAS2R16 to β-glucosides may contribute to feeding on cyanogenic bamboo in bamboo lemurs. (2022)
  • 著者名/発表者名: Itoigawa A, Fierro F, Chaney ME, Lauterbur ME, Hayakawa T, Tosi AJ, Niv MY, Imai H
  • 学会等名: Joint Meeting of the International Primatological Society and the Latin American Society of Primatology (IPS-SLAPrim 2022),
  • 国際学会
• [学会発表] Difference in the sensitivity to bitter compounds in coffee based on TAS2R gene polymorphism (2022)
  • 著者名/発表者名: Rena Numabe, Akihiro Itoigawa, Hiroo Imai.
  • 学会等名: The 17th International Symposium on Primatology & Wildlife Science
  • 国際学会
• [学会発表] マーモセットのgum食におけるCaSRの役割 (2022)
  • 著者名/発表者名: 今井啓雄、伯川美穂、林 美紗、糸井川壮大、Leonardo Melo、Valdir da Silva、Maria Aderia
  • 学会等名: 第11回日本マーモセット研究会大会
  • 国際学会
• [学会発表] Genetic variation of olfactory receptor (OR) gene family in Japanese population (2021)
  • 著者名/発表者名: Akhtar, M. S., Ashino, R., Oota, H., Ishida, H., Niimura, Y. Touhara, K., Melin, A. D., and Kawamura, S.
  • 学会等名: 第75回日本人類学会大会、オンライン東京大学柏キャンパス、10月9-11日
• [学会発表] Evolutionary differentiation of bitter taste receptor gene repertoire between African/Asian and American monkeys (2021)
  • 著者名/発表者名: Hou, H., Hayashi, M., Ashino, R., Melin, A. D. and Kawamura, S.
  • 学会等名: 第23回日本進化学会大会、オンライン東京都立大学、8月18-21日
• [学会発表] 錐体視物質から辿る単孔類の進化 (2021)
  • 著者名/発表者名: 阪本詩乃、松下裕香、Zhou, Y.、Zhang, G.、Grutzner, F.、河村正二, 早川卓志
  • 学会等名: 第23回日本進化学会大会、オンライン東京都立大学、8月18-21日
• [学会発表] Cone ratio variation and heritability in free-ranging Rhesus macaques (Macaca mulatta) (2021)
  • 著者名/発表者名: Melin, A. D., Munds, R. A., Cooper, E., Janiak, M. C., Lam, L. G., DeCasien, A., Bauman, S., Montague, M., Martinez, M., Kawamura, S. and Higham, J. P.
  • 学会等名: The 2nd AsiaEvo Conference: Symposium “New approaches in evolutionary anthropology”, Online, August 16-19. (Symposium organized by Nakayama, K. and Kawamura, S.)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Cone ratio variation in free-ranging Rhesus macaques (Macaca mulatta) (2021)
  • 著者名/発表者名: Melin, A. D., Munds, R. A., Cooper, E., Janiak, M. C., Lam, L. G., DeCasien, A., Bauman, S., Montague, M., Martinez, M., Kawamura, S. and Higham, J. P.
  • 学会等名: The 2021 Annual Meeting of the Society for Molecular Biology & Evolution (SMBE 2021): Symposium “Evolutionary and Functional Genomics of Primates”, Online, July 4-8.
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Allelic origin of human L and M opsin genes predating catarrhine-platyrrhine split (2021)
  • 著者名/発表者名: Matsushita, Y., Takezaki, N., Melin, A. D., and Kawamura, S.
  • 学会等名: The 2021 Annual Meeting of the Society for Molecular Biology & Evolution (SMBE 2021), Online, July 4-8
  • 国際学会
• [学会発表] Genetic variation of olfactory receptor repertoire across human populations (2021)
  • 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: The 2021 Annual Meeting of the Society for Molecular Biology & Evolution (SMBE 2021), Online, July 4-8
  • 国際学会
• [学会発表] Evolutionary diversity of bitter taste receptor gene repertoire compared among cercopithecid and platyrrhine monkeys (2021)
  • 著者名/発表者名: Hou, M., Hayashi, M., Ashino, R., Melin, A. D., and Kawamura, S.
  • 学会等名: The 2021 Annual Meeting of the Society for Molecular Biology & Evolution (SMBE 2021), Online, July 4-8
  • 国際学会
• [学会発表] 進化の視点から見たヒトの色覚多様性について (2021)
  • 著者名/発表者名: 河村正二
  • 学会等名: 日本色彩学会第52回全国大会、オンライン、6月26-27日
  • 招待講演
• [学会発表] Sex and age variation and heritability of cone ratios in a free-ranging population of Rhesus macaques (Macaca mulatta) (2021)
  • 著者名/発表者名: Munds, R. A., Cooper, E., Janiak, M. C., Lam, L. G., DeCasien, A., Bauman, S., Montague, M., Martinez, M., Kawamura, S., Higham, J. P. and Melin, A. D.
  • 学会等名: The 2021 Joint Annual Meeting of the Society for the Study of Evolution (SSE), the Society of Systematic Biologists (SSB), and the American Society of Naturalists (ASN), Online, June 21-25
  • 国際学会
• [学会発表] ヒトの色覚の起源と多様性 (2021)
  • 著者名/発表者名: 河村正二
  • 学会等名: 大人が楽しむ科学教室、千葉市科学館、千葉市、5月8日
  • 招待講演
• [学会発表] オプシン分化とヒト色覚多様性の起源について (2021)
  • 著者名/発表者名: 松下裕香、河村正二
  • 学会等名: 東海大学BMIセミナー、オンライン、4月27日
  • 招待講演
• [学会発表] Flipping the opsin switch: Cis-regulatory elements required for thyroid hormone-mediated differential expression of the tandemly-replicated long wavelength-sensitive (lws) opsin genes of the zebrafish (2021)
  • 著者名/発表者名: Stenkamp, D. L., Mackin, R. D., Ashino, R. and Kawamura, S.
  • 学会等名: The 2021 Annual Meeting of Association for Research in Vision and Ophthalmology (ARVO 2021), Online, May 1-7
  • 国際学会
• [学会発表] Genetic basis of the speciation in Sulawesi macaques, Indonesia (2021)
  • 著者名/発表者名: Yan Xiaochan, Kanthi Arum Widayati, Bajeber Fahri, Akihiro Itoigawa, Laurentia Purba, Bambang Suryobroto, Yohey Terai, Hiroo Imai
  • 学会等名: he 16th International Symposium on Primatology and Wildlife Science
  • 国際学会
• [学会発表] Local adaptation may cause pseudogenization in the evolution of Sulawesi macaque species (2021)
  • 著者名/発表者名: Nami Arakawa, Kanthi Arum Widayati, Laurentia Purba, Xiaochan Yan, Hiroo Imai, Bambang Suryobroto, Yohey Terai
  • 学会等名: SMBE (Society of Molecular Biology and Evolution)
  • 国際学会
• [学会発表] 隣接した生息域を持つスラウェシマカクでの遺伝的分化とgene flow (2021)
  • 著者名/発表者名: 荒川那海, Kanthi Arum Widayati, Laurentia Purba, Xiaochan Yan, 今井啓雄, Bambang Suryobroto, 寺井洋平
  • 学会等名: 日本進化学会第23回東京大会
• [学会発表] Response profiles of bitter taste receptors in egg-laying mammals provide insight into foraging behavior and functional evolution of the receptors in mammals. (2021)
  • 著者名/発表者名: Itoigawa A, Hayakawa T, Zhou Y, Manning AD, Zhang G, Grutzner F, Imai H
  • 学会等名: The 2nd AsiaEvo Conference
  • 国際学会
• [学会発表] TAS2Rの遺伝子多型によるコーヒーに含まれる苦味物質への応答性の差異 (2021)
  • 著者名/発表者名: 沼部令奈, 糸井川壮大, 今井啓雄
  • 学会等名: 日本味と匂学会第55回大会
• [学会発表] Difference in the sensitivity to bitter compounds in coffee based on TAS2R gene polymorphism (2021)
  • 著者名/発表者名: Rena Numabe, Akihiro Itoigawa, Hiroo Imai.
  • 学会等名: The 16th International Symposium on Primatology & Wildlife Science
  • 国際学会
• [学会発表] 非ヒト霊長類モデルを用いた腸管Tuft細胞の分子発現解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 稲葉明彦, 有永理峰, 田中啓介, 遠藤高帆, 早津徳人, 岡崎康司, 岩槻健, 今井啓雄
  • 学会等名: 第44回日本分子生物学会
• [図書] ヒトゲノム事典 (2021)
  • 著者名/発表者名: 井ノ上 逸朗, 今西 規, 河村 正二, 斎藤 成也, 颯田 葉子, 田嶋 敦 編
  • 総ページ数: 448
  • 出版者: 一色出版
  • ISBN: 4910389121
• [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
• [学会・シンポジウム開催] The 2nd AsiaEvo Conference, Symposium "New approaches in evolutionary anthropology" (2021)