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2010 年度 実績報告書

全ゲノム配列を用いた嗅覚および他の化学受容体遺伝子ファミリーの比較進化解析

研究課題

研究課題/領域番号 20770192
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

新村 芳人  東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 准教授 (90396979)

キーワード嗅覚受容体 / 化学受容 / 多重遺伝子族 / 比較ゲノム / 分子進化 / 脊椎動物 / 霊長類 / バイオインフォマティクス
研究概要

1.霊長目の中で、狭鼻猿類のみが三色色覚を有することから、三色色覚の獲得に伴って嗅覚の重要性が低下し、嗅覚受容体(OR)遺伝子が失われたとする仮説がある。この仮説を検証するため、完全な三色色覚をもつ狭鼻猿類(ヒト・チンパンジー・オランウータン・アカゲザル)と、そうでない新世界猿(マーモセット)のOR遺伝子を決定し、それらを比較した。その結果、上の仮説に反して、マーモセットの機能遺伝子数はヒトやチンパンジーとほぼ同じであった。また、5種間の相同遺伝子を用いた解析の結果、狭鼻猿類の系統樹の各枝でOR機能遺伝子は徐々に失われており、上の仮説は支持されないことを示した。この結果はMolecular Biology and Evolution誌に掲載された。
2.哺乳類におけるOR遺伝子ファミリーの多様性を明らかにするために、38種の哺乳類の全ゲノム配列から網羅的にOR遺伝子を同定した。その中にはカバレージの低い(<2x)ゲノム配列も含まれるため、TraceArchiveデータベースを用いて、低精度ゲノム配列から全OR遺伝子数を推定する手法を確立した。
3.マラリア病原虫の蛋白質間相互作用ネットワーク(PIN)と酵母・線虫・ハエ・ヒトのPINとでは、大域的な構造が異なる。この差異は、相互作用するタンパク質数によって遺伝子の重複率が異なるというネットワーク進化モデルによって説明できることを示し、実際のデータがそのモデルに合致していることを見いだした。この結果はBMC Evolutionary Biology誌に掲載され、30日間で最も多くアクセスされた論文となった。
以上の成果は、国内学会・国際学会で発表するとともに、いくつかの著書を執筆した。また、色覚と嗅覚の進化に関しての一般向けのポピュラー・サイエンス書を執筆中である。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (10件) 図書 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] hzAnalyzer : detection, quantification, and visualization of contiguous homozygosity in high-density genotyping datasets.2011

    • 著者名/発表者名
      Todd A Johnson, Yoshihito Niimura, Hiroshi Tanaka, Yusuke Nakamura, Tatsuhiko Tsunoda
    • 雑誌名

      Genome Biology

      巻: 12 ページ: R21

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Degeneration of olfactory receptor gene repertories in primates : No direct link to full trichromatic vision.2010

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Matsui, Yasuhiro Go, Yoshihito Niimura
    • 雑誌名

      Molecular Biology and Evolution

      巻: 27 ページ: 1192-1200

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic evolution of translation initiation mechanisms in prokaryotes.2010

    • 著者名/発表者名
      So Nakagawa, Yoshihito Niimura, Kin-ichiro Miura, Takashi Gojobori
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

      巻: 107 ページ: 6382-6387

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Difference in gene duplicability may explain the difference in overall structure of protein-protein interaction networks among eukaryotes.2010

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Hase, Yoshihito Niimura, Hiroshi Tanaka
    • 雑誌名

      BMC Evolutionary Biology

      巻: 10 ページ: 358

    • 査読あり
  • [学会発表] Diversity of olfactory receptor gene repertoires among 38 mammals2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshihito Niimura
    • 学会等名
      Penn State SMBE Symposium on Molecular and Genomic Evolution
    • 発表場所
      State College, USA
    • 年月日
      2011-03-19
  • [学会発表] Diversity of olfactory receptor gene repertoires among 38 mammals2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshihito Niimura
    • 学会等名
      The 20the CDB Meeting : Molecular Bases for Evolution of Complex Traits
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2011-02-23
  • [学会発表] 遺伝子重複による蛋白質間相互作用ネットワークの進化2010

    • 著者名/発表者名
      長谷武志、田中博、新村芳人
    • 学会等名
      生命情報科学若手の会第2回研究会
    • 発表場所
      三島
    • 年月日
      20101009-20101010
  • [学会発表] Degeneration of olfactory receptor gene repertories in primates : no direct link to full trichromatic vision.2010

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Matsui, Yasuhiro Go, Yoshihito Niimura
    • 学会等名
      The 23rd Congress of the International Primatological Society
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20100912-20100918
  • [学会発表] Degeneration of olfactory receptor gene repertories in primates : no direct link to full trichromatic vision.2010

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Matsui, Yasuhiro Go, Yoshihito Niimura
    • 学会等名
      The 4th International Symposium of the Biodiversity and Evolution Global COE project "Evolution of Sensor, Communication and Society"
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20100911-20100912
  • [学会発表] 遺伝子重複による蛋白質間相互作用ネットワークの進化2010

    • 著者名/発表者名
      長谷武志、田中博、新村芳人
    • 学会等名
      第12回日本進化学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20100802-20100805
  • [学会発表] 原核生物における蛋白質の翻訳開始機構の進化2010

    • 著者名/発表者名
      中川草、新村芳人、三浦謹一郎、五條堀孝
    • 学会等名
      第12回日本進化学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20100802-20100805
  • [学会発表] Dynamic evolution of translation initiation mechanisms in prokaryotes.2010

    • 著者名/発表者名
      So Nakagawa, Yoshihito Niimura, Kin-ichiro Miura, Takashi Gojobori
    • 学会等名
      Society for Molecular Biology and Evolution Annual Meeting
    • 発表場所
      Lyon, France
    • 年月日
      20100704-20100708
  • [学会発表] 脊椎動物嗅覚受容体遺伝子ファミリーの進化-環境に応じて変化するゲノム-2010

    • 著者名/発表者名
      新村芳人
    • 学会等名
      日本遺伝学会第82回大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2010-09-22
  • [学会発表] 脊椎動物嗅覚受容体遺伝子ファミリーの進化-環境に応じて変化するゲノム-2010

    • 著者名/発表者名
      新村芳人
    • 学会等名
      第12回日本進化学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-08-04
  • [図書] Post-genome Biology of Primates, "Evolution of chemosensory receptor genes in primates and other mammals" (ed.Hirohisa Hirai)2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshihito Niimura
    • 出版者
      Springer(in press)
  • [図書] 進化学事典(「ゲノムの大きさ」)2011

    • 著者名/発表者名
      新村芳人
    • 出版者
      共立出版株式会社(in press)
  • [図書] 化学受容の科学(「嗅覚受容体遺伝子ファミリー」)2011

    • 著者名/発表者名
      新村芳人
    • 出版者
      化学同人(in press)
  • [備考]

    • URL

      http://bioinfo.tmd.ac.jp/~niimura/

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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