共喰いの分子基盤の解明

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 18K19266
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 新村 毅 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (50707023)
• 研究期間 (年度): 2018-06-29 – 2021-03-31
• キーワード: 共喰い / カニバリズム / 全ゲノムシークエンス / 集団ゲノム解析 / RNA-seq

研究実績の概要

21世紀以降、家畜福祉（アニマルウェルフェア）はグローバルスタンダードとなり、ニワトリ用のケージ飼育が世界的に禁止となり、広い空間に数千羽以上を放し飼いにする管理方法への移行が始まっている。しかしながら、そこではニワトリ同士の共喰いが多発するため、この問題行動の遺伝的制御が世界的な課題となっている。動物の共喰いは、無脊椎動物の他、魚類から霊長類に至るまで、1,500種以上の動物で確認されているものの、共喰いの制御機構はあらゆる生物において未解明であり、家畜の共喰いは非適応的で生産性を大きく損なうものである。本研究は、なぜ同種の仲間を殺して食べてしまうのか？という問いに、分子の言葉で初めて答えようとする挑戦的な研究課題である。この研究課題に対し、多階層的な技術を結集し、共喰いの分子制御機構を明らかにすると共に、年間数兆円を超す大きな経済損失を招いている問題行動の育種基盤を構築することを目的としている。
2019年度は、我が国が有するニワトリバイオリソースの大規模な表現型解析を実施し、共喰いの程度が異なる品種を同定した。また、それらの品種から採集した血液からDNAを抽出し、全ゲノム解析を行うと共に、脳サンプリングを実施しRNA-seqの準備を整えた。

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

実験１では共喰いの程度が異なる品種を同定し、全ゲノム解析までを実施することができ、実験２ではRNA-seqの準備までを整えることができたため。

今後の研究の推進方策

実験１）ゲノム解析（集団遺伝学的解析）：全ゲノムシークエンス情報を、さらに追加し、これまでに得られている全ゲノム情報と合わせて集団ゲノム解析を行うことで、共喰いを支配している遺伝子の候補を抽出する。
実験２）網羅的遺伝子発現解析（RNA-seq）：サンプリングした脳からRNAを抽出しているため、RNA-seqを実施することで、共喰いをしている個体・していない個体で発現変動している遺伝子を抽出する。

次年度使用額が生じた理由

今年度までに終了しなかった次世代シークエンスの受託解析分について、来年度に実施して支出するため。

研究成果

• [国際共同研究] Uppsala University(スウェーデン)
  • 国名: スウェーデン
  • 外国機関名: Uppsala University
• [国際共同研究] Columbia University(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Columbia University
• [雑誌論文] The quail genome: insights into social behaviour, seasonal biology and infectious disease response (2020)
  • 著者名/発表者名: Morris KM, Hindle MM, Boitard S, Burt DW, Danner AF, Eory L, Forrest HL, Gourichon D, Gros J, Hillier L, Jaffredo T, Khoury H, Leterrier C, Loudon A, Mason AS, Meddle SL, Minvielle1 F, Minx P, Pitel F, Seiler JP, Shimmura T, Tomlinson C, Vignal A, Webster RG, Yoshimura T, Warren WC, Smith J
  • 雑誌名: BMC Biology 巻: 18 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1186/s12915-020-0743-4
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Cholecystokinin induces crowing in chickens (2019)
  • 著者名/発表者名: Shimmura Tsuyoshi、Tamura Mai、Ohashi Shosei、Sasaki Asuka、Yamanaka Takamichi、Nakao Nobuhiro、Ihara Kunio、Okamura Shinsaku、Yoshimura Takashi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 ページ: 1-7
  • DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-019-40746-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Seasonal regulation of the lncRNA LDAIR modulates self-protective behaviours during the breeding season (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakayama Tomoya、Shimmura Tsuyoshi、Shinomiya Ai、Okimura Kousuke、Takehana Yusuke、Furukawa Yuko、Shimo Takayuki、Senga Takumi、Nakatsukasa Mana、Nishimura Toshiya、Tanaka Minoru、Okubo Kataaki、Kamei Yasuhiro、Naruse Kiyoshi、Yoshimura Takashi
  • 雑誌名: Nature Ecology & Evolution 巻: 3 ページ: 845～852
  • DOI: https://doi.org/10.1038/s41559-019-0866-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Action spectrum for photoperiodic control of thyroid-stimulating hormone in Japanese quail (Coturnix japonica) (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakane Yusuke、Shinomiya Ai、Ota Wataru、Ikegami Keisuke、Shimmura Tsuyoshi、Higashi Sho-Ichi、Kamei Yasuhiro、Yoshimura Takashi
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 14 ページ: 845-852
  • DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0222106
  • 査読あり
• [学会発表] Toward Animal Computer Interaction (2019)
  • 著者名/発表者名: Shimmura T
  • 学会等名: The 14th International Conference on Environmental Enrichment
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 研究室HP
  • URL: https://tsuyoshishimmura.wixsite.com/website-1