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2020 年度 実施状況報告書

採食適応に着目した霊長類と非霊長類哺乳類のゲノム・メタゲノム収斂進化の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K16241
研究機関北海道大学

研究代表者

早川 卓志  北海道大学, 地球環境科学研究院, 助教 (00758493)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード霊長類 / 有袋類 / 単孔類 / ゲノム / メタゲノム / 食性 / 化学受容体 / 腸内細菌
研究実績の概要

本研究は、多様な食性に適応放散している哺乳類の「縮図」として、多様な食性に種分化している霊長類を位置づけ、ゲノム・メタゲノム解析の手法でその収斂進化の遺伝的メカニズムを解明することをゴールとする。昨年度は、サンプリング、カウンターパートとの研究の方向性に関する打合せ、基礎的なDNA実験を実施した。今年度は、それらの基礎データやネットワークを活かして、様々な霊長類および非霊長類哺乳類の解析をおこなった。具体的には、霊長類としてはチンパンジー、グエノン、マーモセット、スローロリス、非霊長類哺乳類としては、ニホンジカ、イルカ、クマ、トガリネズミ、コアラ、カモノハシ、ハリモグラのゲノム・メタゲノム解析をおこなった。海外での哺乳類の野外調査はCOVID-19拡大の関係でできなかったが、国内の哺乳類の野外調査地や、動物園と連携して調査を進めた。国際単孔類ゲノムプロジェクトの成果論文として、カモノハシとハリモグラの全ゲノム解析をNature誌に発表して、霊長類から単孔類までの食性進化に直結する化学受容体遺伝子ファミリーの進化解明を担当した。

現在までの達成度 (区分)
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

第二年度では、次世代シークエンサーをもちいて、収集した資料の広域ゲノム領域や、腸内細菌叢の16S配列解析をおこない、霊長類と有袋類の間での共通する進化様式がないか明らかにすることを目的としており、達成することができた。また、霊長類や有袋類以外の幅広い哺乳類分類群でも調査をおこなうことができた。

今後の研究の推進方策

最終年度では、これまでに明らかにした霊長類ならびに非霊長類哺乳類の各分類群におけるゲノム・メタゲノム解析を個別に成果としてまとめるとともに、収斂の観点から統合的なデータ分析をおこなう。特に本研究がメインのターゲットにしている霊長類や有袋類の生息国には、最終年度においてもCOVID-19拡大の関係で渡航しての調査は困難と考えられるが、カウンターパートとオンライン交流や共著論文の執筆を通じて、ネットワーク形成に努めていく。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 5件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] University of Sydney/University of Adelaide/Australian Museum(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      University of Sydney/University of Adelaide/Australian Museum
    • 他の機関数
      2
  • [国際共同研究] University of Copenhagen(デンマーク)

    • 国名
      デンマーク
    • 外国機関名
      University of Copenhagen
  • [国際共同研究] BGI-Shenzhen(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      BGI-Shenzhen
  • [国際共同研究] Federal Rural University of Pernambuco/Federal University of Pernambuco(ブラジル)

    • 国名
      ブラジル
    • 外国機関名
      Federal Rural University of Pernambuco/Federal University of Pernambuco
  • [国際共同研究] IPB University(インドネシア)

    • 国名
      インドネシア
    • 外国機関名
      IPB University
  • [雑誌論文] Female chimpanzees giving first birth in their natal group in Mahale: attention to incest between brothers and sisters2021

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Takuya、Hanamura Shunkichi、Kooriyama Takanori、Hayakawa Takashi、Inoue Eiji
    • 雑誌名

      Primates

      巻: 62 ページ: 279~287

    • DOI

      10.1007/s10329-020-00886-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Platypus and echidna genomes reveal mammalian biology and evolution2021

    • 著者名/発表者名
      Zhou Yang、Shearwin-Whyatt Linda、Li Jing、Song Zhenzhen、Hayakawa Takashi、他
    • 雑誌名

      Nature

      巻: NA ページ: NA

    • DOI

      10.1038/s41586-020-03039-0

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Evolution of the bitter taste receptor TAS2R38 in colobines2020

    • 著者名/発表者名
      Purba Laurentia Henrieta Permita Sari、Widayati Kanthi Arum、Suzuki-Hashido Nami、Itoigawa Akihiro、Hayakawa Takashi、Nila Sarah、Juliandi Berry、Suryobroto Bambang、Imai Hiroo
    • 雑誌名

      Primates

      巻: 61 ページ: 485~494

    • DOI

      10.1007/s10329-020-00799-1

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Key Male Glandular Odorants Attracting Female Ring-Tailed Lemurs2020

    • 著者名/発表者名
      Shirasu Mika、Ito Satomi、Itoigawa Akihiro、Hayakawa Takashi、Kinoshita Kodzue、Munechika Isao、Imai Hiroo、Touhara Kazushige
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 30 ページ: 2131~2138.e4

    • DOI

      10.1016/j.cub.2020.03.037

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fermentation Ability of Gut Microbiota of Wild Japanese Macaques in the Highland and Lowland Yakushima: In Vitro Fermentation Assay and Genetic Analyses2020

    • 著者名/発表者名
      Hanya Goro、Tackmann Janko、Sawada Akiko、Lee Wanyi、Pokharel Sanjeeta Sharma、de Castro Maciel Valdevino Gisele、Toge Akito、Kuroki Kota、Otsuka Ryoma、Mabuchi Ryoma、Liu Jie、Hatakeyama Masaomi、Yamasaki Eri、von Mering Christian、Shimizu-Inatsugi Rie、Hayakawa Takashi、Shimizu Kentaro K.、Ushida Kazunari
    • 雑誌名

      Microbial Ecology

      巻: 80 ページ: 459~474

    • DOI

      10.1007/s00248-020-01515-8

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Evolution of gut microbiota in animals: Host-microbe interactions and mechanisms2020

    • 著者名/発表者名
      Takashi Hayakawa
    • 学会等名
      第43回 日本分子生物学会年会
    • 国際学会
  • [学会発表] Japan-Australia Wildlife Science Collaboration2020

    • 著者名/発表者名
      Takashi Hayakawa
    • 学会等名
      The 15th International Symposium on Primatology and Wildlife Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Genetic Origin of Koalas Captive in Japan: toward the Investigation of Innate Diet Preference2020

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Kondo, Takashi Hayakawa
    • 学会等名
      The 15th International Symposium on Primatology and Wildlife Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Genetic Analysis of Captive Echidnas in Japanese Zoos using Noninvasive Spine Samples2020

    • 著者名/発表者名
      Takumi Ezawa, Takashi Hayakawa
    • 学会等名
      The 15th International Symposium on Primatology and Wildlife Science
    • 国際学会
  • [学会発表] クモザルのるつぼ2020

    • 著者名/発表者名
      北山遼, 白井温, 根本慧, 田和優子, 綿貫宏史朗, 早川卓志
    • 学会等名
      第22回日本進化学会年大会
  • [学会発表] Zoo acts as a “melting pot” of spider monkeys2020

    • 著者名/発表者名
      Haruka Kitayama, Atsushi Shirai, Kei Nemoto, Yuko Tawa, Koshiro Watanuki, Takashi Hayakawa
    • 学会等名
      The 14th International Symposium on Primatology and Wildlife Science
    • 国際学会
  • [学会発表] 集団遺伝学的解析が明らかにした日本のクモザル類の多様性2020

    • 著者名/発表者名
      北山遼, 白井温, 根本慧, 田和優子, 綿貫宏史朗, 早川卓志
    • 学会等名
      第36回日本霊長類学会大会
  • [学会発表] ゲノムから探るグエノン類の混群形成メカニズム2020

    • 著者名/発表者名
      北山遼, 峠明杜, 橋本千絵, 五百部裕, 今井啓雄, 古市剛史, 早川卓志
    • 学会等名
      第65回プリマーテス研究会
  • [学会発表] 複数種の樹液給餌により飼育下コモンマーモセットの腸内細菌叢は変動するか2020

    • 著者名/発表者名
      金綱航平, Leonardo de Oliveira Melo, Valdir Luna da Silva, 他
    • 学会等名
      第65回プリマーテス研究会
  • [学会発表] 西島明日香, 栁川洋二郎, 早川卓志2020

    • 著者名/発表者名
      クマ類における着床遅延の分子メカニズム研究
    • 学会等名
      第65回プリマーテス研究会
  • [学会発表] 屋久島のサル、シカ、イタチの同所的進化をゲノムから探る2020

    • 著者名/発表者名
      早川卓志, 明石涼, 伊藤毅, 揚妻-柳原芳美, 揚妻直樹
    • 学会等名
      屋久島学ソサエティ 第8回大会
  • [学会発表] 御蔵島のミナミハンドウイルカ野生個体群における授乳行動の報告2020

    • 著者名/発表者名
      勝島日向子, 小木万布, 早川卓志
    • 学会等名
      日本生態学会第68回全国大会
  • [学会発表] COVID-19の拡大による観光客減少は「奈良の鹿」の腸内細菌叢を変化させたのか?2020

    • 著者名/発表者名
      明石涼, 石川周, 甲斐義明, 立澤史郎, 早川卓志
    • 学会等名
      日本生態学会第68回全国大会
  • [備考] 早川研究室

    • URL

      https://noah.ees.hokudai.ac.jp/hayakawa/

  • [備考] カモノハシとハリモグラの全ゲノム解読に成功!

    • URL

      https://www.hokudai.ac.jp/news/2021/01/2-48.html

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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