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2021 年度 実績報告書

タツノオトシゴの育児嚢特異的な遺伝子の探査

研究課題

研究課題/領域番号 19K06793
研究機関上智大学

研究代表者

川口 眞理  上智大学, 理工学部, 准教授 (00612095)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードseahorse / transposon
研究実績の概要

今年度は、昨年度までに見出したタツノオトシゴの上皮に特有なflame cone cellで発現している新規遺伝子の解析を主に進めた。この遺伝子の転写産物はプロリンとグリシンに富んだ配列をしていることから、この遺伝子をproline-glycine rich (pgr)遺伝子と名付けた。タツノオトシゴのゲノムデータを利用して、pgr遺伝子の構造や染色体上の位置関係を調べた結果、14コピーが同一染色体に存在していた。さらに、6種のヨウジウオ科魚類(タツノオトシゴ属2種・ヨウジウオ属1種・イシヨウジ属1種・トゲヨウジ属1種・ヒバシヨウジ属1種)を含む合計15魚種のゲノム配列データを用いて、相同遺伝子の探査を行った。その結果、pgr遺伝子の周辺遺伝子のシンテニーは種間で良く保存されていたが、pgr遺伝子はタツノオトシゴ属2種とヨウジウオ属からのみで見つかり、他のヨウジウオ科魚種を含む12種からはpgr遺伝子は見つからなかった。ヨウジウオ科内でタツノオトシゴ属とヨウジウオ属は系統的に近縁であり、これらの共通祖先でpgr遺伝子が誕生したと考えられる。
pgr遺伝子周辺の配列を調べてみると、多数のトランスポゾンやレトロエレメントがpgr遺伝子近傍で見つかり、タツノオトシゴ属2種とヨウジウオ属1種の間で共通のものも多数あった。また、pgrタンパク質の配列は他のタンパク質とは類似性を示さない新奇なタンパク質だが、配列を詳しく見てみると、エラスチン遺伝子の相補鎖をアミノ酸配列に翻訳した配列と似ていることがわかった。これらの結果から、pgrはエラスチン遺伝子の一部からトランスポゾンもしくはレトロポゾンにより新たに生じたものと考えられる。
本研究は、新奇な遺伝子の誕生が新奇な細胞(flame cone cell)の形成へとつながることを示しており、進化生物学に寄与する発見になった。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Brood pouch evolution in pipefish and seahorse based on histological observation.2022

    • 著者名/発表者名
      Akari Harada, Ryotaro Shiota, Ryohei Okubo, Makiko Yorifuji, Atsushi Sogabe, Hiroyuki, Motomura, Junya Hiroi, Shigeki Yasumasu, and Mari Kawaguchi
    • 雑誌名

      Placenta

      巻: 120 ページ: 88-96

    • DOI

      10.1016/j.placenta.2022.02.014

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lineage-specific evolution of zona pellucida genes in fish.2022

    • 著者名/発表者名
      Kaori Sano, Sho Shimada, Hideki Mibu, Mizuki Taguchi, Takasumi Ohsawa, Mari Kawaguchi, and Shigeki Yasumasu
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Zoology Part B: Molecular and Developmental Evolution

      巻: 338 ページ: 181-191

    • DOI

      10.1002/jez.b.23122

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular evolution of hatching enzymes and their paralogous genes in vertebrates.2022

    • 著者名/発表者名
      Tatsuki Nagasawa, Mari Kawaguchi, Kohki Nishi, Shigeki Yasumasu
    • 雑誌名

      BMC Ecology and Evolution

      巻: 22 ページ: 9

    • DOI

      10.1186/s12862-022-01966-2

  • [学会発表] ヨウジウオ科魚類の育児嚢におけるアンモニア輸送の進化2022

    • 著者名/発表者名
      山崎大嬉・廣井準也・川口眞理
    • 学会等名
      第74回日本動物学会関東支部
  • [学会発表] Development of seahorse brood pouch in the aspect of neofunctionalization of the genes2021

    • 著者名/発表者名
      Mari Kawaguchi, Wen-Shan Chang, and Shigeki Yasumasu
    • 学会等名
      4th SYNGBIO
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] タツノオトシゴの育児嚢におけるアンモニア輸送2021

    • 著者名/発表者名
      山﨑大嬉・廣井準也・川口眞理
    • 学会等名
      第92回日本動物学会

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公開日: 2022-12-28  

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