| 研究課題/領域番号 |
18J00928
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
三品 達平 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 特別研究員(PD)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| キーワード | 性の進化 / 遺伝基盤 / 全ゲノム関連解析 / フナ / 倍数性 |
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| 研究実績の概要 |
稀に有性生殖をする無性型３倍体フナをモデルに、無性生殖の分子基盤の解明を通じて、性の意義や倍数生進化の理解を深めることが本研究の目的である。
２年目である令和１年度は、集団ゲノム解析による無性生殖の遺伝基盤の特定を進めた。まず、無性型３倍体の稀な有性生殖に伴う組換えの痕跡の検出と、有性・無性生殖と関連するゲノム領域を特定するために、ゲノム縮約的に多型を得る手法であるRAD-seqを約200個体の有性型・無性型フナを対象に実施した。
その結果、無性型３倍体フナは組換えを伴う稀な有性生殖を介して同所的に生息する有性型フナから繰り返し遺伝子流動を受けてきたと示唆された。また、この遺伝子流動によって染色体広範にわたり３倍体のゲノムが有性型由来のものに置き換わってきたことを実証できた。
さらに、無性生殖の遺伝基盤を特定するために全ゲノム関連解析を実施したところ、非常に強く無性型と相関するゲノム領域が存在することが明らかとなった。この「無性生殖の責任候補ゲノム領域」をさらに追求するために、約50個体について全ゲノム解読を実施し、この無性型と相関するゲノム領域をより網羅的に、かつ詳細に検討した。その結果、無性型・有性型と完全に対応するゲノム領域が複数見出された。これらの領域には、紡錘体形成や細胞周期、核構造制御などの機能をもつ遺伝子が含まれており、フナ類の無性生殖は、こうした遺伝子に変異が生じたことで進化したと考えられる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
今年度実施した全ゲノム関連解析が予想以上に有効に機能し、相関するゲノム領域のみから遺伝子・変異のレベルまで絞り込むことができた。これによって、より発展的な研究である、責任遺伝子の系統解析による進化的起源の推定、分子進化解析による自然選択の検出、遺伝子機能解析などを実施できるようになったため。
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| 今後の研究の推進方策 |
責任候補遺伝子について系統解析を行い、無性生殖の進化的起源を明らかにする。さらに、得られた候補遺伝子を更に絞り込むために、RNA-seqによる有性型と無性型で発現量に差がある遺伝子の探索、および分子進化解析による正の自然選択の検出を実施する。これらの解析から絞り込まれた遺伝子をゼブラフィッシュの卵で発現させて、無性型フナの表現型が再現されるか検証することで、無性生殖の遺伝基盤を強固に実証する。
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