| 研究課題/領域番号 |
20K06790
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| 研究機関 | 中部大学 |
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研究代表者 |
松原 和純 中部大学, 応用生物学部, 准教授 (90399113)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 性染色体 / 温度依存性決定 / 爬虫類 / ヤモリ / 進化 / DMRT1 |
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| 研究実績の概要 |
爬虫類には多様な性決定様式が見られ、爬虫類の系統分化の様々な分岐で性決定様式の変遷が起きたと考えられる。Gekko属ヤモリでも性決定様式に多様性が見られ、例えばニホンヤモリは温度依存性決定を、ミナミヤモリは雌ヘテロ型の性染色体をもつ。さらには各種内の個体群間でも性決定様式や性染色体の違いが見られる。本申請課題では、これら2種のヤモリにおける性染色体のゲノム配列や性決定機構を種間および種内で比較解析する。
2020年度は与那国島産ミナミヤモリの雌1個体を入手した。先行研究において沖縄島と石垣島の個体を用いたが、与那国島個体はこれら二島の個体とは外見が異なる事から、ミトコンドリアCOI遺伝子の塩基配列を解読し、データベースに登録されているGekko属種32個体のCOI配列も含めて系統解析を行った。その結果、沖縄島と石垣島個体は一つのクラスターを形成したが、与那国島個体はそのクラスターとは異なるクラスターに位置した。従って、与那国島個体群は沖縄島や石垣島個体群とは別種である可能性が考えられた。続いて、沖縄島個体の性染色体連鎖遺伝子の一つであるDMRT1の部分配列を、与那国島個体について解読した。先行研究において、沖縄島や石垣島の雌個体では雌特異的な多型が同定され、これら2島の個体群ではZとW染色体間でDMRT1が分化している事が明らかとなった。しかし、与那国島の雌個体ではヘテロ接合型の塩基多型は同定されなかった。この事から、与那国島個体群では独自に性染色体や性決定機構の進化が起きた事が示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
本申請課題は沖縄島や石垣島のミナミヤモリや九州のニホンヤモリなど複数の個体群を比較解析することを計画していたが、2020年度は新型コロナウイルスの感染拡大に伴って、計画していた動物採集のための旅行を中止とした。また、研究代表者が移動したことで、受精卵を得るために飼育していたニホンヤモリを捕獲地に帰し、移動先で新たに個体を捕獲する必要があった。そのため、計画調書に記載した受精卵を用いた実験も行っていない。また、研究機器の移動や調達にも時間を要したため、細胞培養やマイクロディセクションなどの実験を開始する時期に遅れが生じた。
2021年春にニホンヤモリの受精卵が得られ始めたので、メチル化解析などに用いる胚のサンプリングを進めている。
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| 今後の研究の推進方策 |
2021年度は当面は計画調書に記載した内容での研究を進める。
1. ミナミヤモリの地域個体群間での性染色体の構造を比較するために、これまでに入手した沖縄島産と石垣島産個体に加えて、南九州、伊平屋島、久米島の個体群からも個体を入手する。各個体群について雌雄間で詳細に核型を比較し、性染色体の同定を行う。また、マイクロディセクションによりZとW染色体を単離し、染色体DNAを次世代シーケンサーで解読する。得られたデータを沖縄島産のZとW染色体と比較する事で、個体群間での性染色体の起源や分化の程度、性決定候補遺伝子の比較解析を行う。
2. ミナミヤモリにおけるDMRT1の性決定機能を検証するために、DMRT1のZとWホモログの塩基配列を用いてreporter gene assayを行う。進捗状況に応じて、遺伝子導入技術が確立されているソメワケササクレヤモリの胚に対して、ミナミヤモリDMRT1-Zと-Wの遺伝子導入実験を行い、発生した個体の性比を解析する。
3. ニホンヤモリにおける温度依存性決定の性決定遺伝子を同定するために、性分化期における生殖腺のRNA-seq解析とメチローム解析を行う。受精卵を24℃と28℃で保温し、性分化時期でサンプリングする。生殖腺を摘出し、RNA-seqやメチローム解析を行う。性分化期において雌雄間で発現量の異なる遺伝子やメチル化パターンの異なる遺伝子の相関を調べ、性決定候補遺伝子を同定する。
4. ニホンヤモリにおける遺伝性決定の性決定遺伝子を同定するために、性染色体をもつ事が報告されている九州産個体を入手する。まず雌雄間で核型を比較し、性染色体の同定を行う。続いてマイクロディセクションにより性染色体を単離し、染色体DNAを次世代シーケンサーで解読する。シーケンスデータをニホンヤモリのリファレンスゲノムと比較し、九州産個体の性染色体の起源や性決定領域を調べる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
2020年度は新型コロナウイルスの感染拡大に伴って、計画していた動物採集のための旅行や学会参加を中止とした。そのため旅費を全く使用しなかった。
2021年度には動物採集や学会発表を行う予定なので、その旅費として使用する。また、2021年度も新型コロナウイルス禍で動物採集が困難な場合は、現地の研究グループに採集を依頼し、輸送代などを支出する。
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