比較ゲノミクスから読み解く熱帯性魚類の月齢同調産卵制御機構

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18K14523
• 研究機関: 琉球大学
• 研究代表者: 竹内 悠記 琉球大学, 理工学研究科, 博士研究員 (00754904)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 月齢同調産卵 / 時計遺伝子 / 月周性 / ハタ

研究実績の概要

月齢同調産卵魚は月の満ち欠けに応じた月光照射時間の周期的変化を情報源に月齢を認知すると考えられる。また、時計関連遺伝子が月光から得られる情報を伝達する内的因子と考えられる。本研究は、月齢同調産卵を示す2種のマハタ属魚類に着目し、時計関連遺伝子の発現変化に月光が与える影響とゲノム配列の比較から、月齢認知に関わる時間計測機構の普遍性と多様性を明らかにすることを目的とした。
異なる月齢で一斉同調産卵を行うヤイトハタとカンモンハタ2種を用い、Illumina HiseqによるショートリードシーケンスおよびOxford Nanopore Minionによるロングリードシーケンスを組み合わせたHybrid assemblingによる全ゲノムシーケンシングを行った結果、ヤイトハタでは11047本のscaffoldから成る約1050Mbp(N50=415794)、カンモンハタでは9463本のscaffoldからなる約906Mbp (N50=188685)のドラフトゲノム配列を得た。これらの配列からも5種のCryptochrome(Cry)遺伝子領域を特定でき、その上流配列を得ることができた。
自然光周期下で飼育したヤイトハタの間脳域におけるCry mRNA発現を新月、上弦の月、満月、下弦の月の4月相で調べた結果、Cry2 mRNA発現が新月において有意に上昇した。カンモンハタの間脳においてもCry2 mRNA発現は似たパターンを示すものの、翻訳開始点から上流5kbにおける時計遺伝子発現制御配列(E-Box, D-Box)出現頻度に違いが認められ、ヤイトハタCry2上流配列では認められなかったE-BoxがカンモンハタCry2では2つの出現した。本結果はハタ2種間におけるCry2発現制御において、E-Boxに結合すると考えられる時計遺伝子産物のフィードバックの受け方が異なることを示唆する。

研究成果

• [雑誌論文] Involvement of melatonin in transducing moon-related signals into the reproductive network of the female honeycomb grouper Epinephelus merra (2019)
  • 著者名/発表者名: Fukunaga Kodai、Yamashina Fumika、Ohta Natsuki、Mizuno Hiromasa、Takeuchi Yuki、Yamauchi Chihiro、Takemura Akihiro
  • 雑誌名: General and Comparative Endocrinology 巻: 282 ページ: 113211～113211
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.ygcen.2019.113211
• [雑誌論文] Daily expression of a clock gene in the brain and pituitary of the Malabar grouper (Epinephelus malabaricus) (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamashina Fumika、Takeuchi Yuki、Fukunaga Kodai、Udagawa Shingo、Tan Ee Suan、Byun Junhwan、Yamauchi Chihiro、Takemura Akihiro
  • 雑誌名: General and Comparative Endocrinology 巻: 280 ページ: 9～14
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.ygcen.2019.03.019