新種の出現：種分化と大進化の分子機構

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21227002
• 研究機関: 公益財団法人国際科学振興財団
• 研究代表者: 岡田 典弘 公益財団法人国際科学振興財団, その他部局等, その他 (60132982)
• 研究分担者: 西原 秀典 東京工業大学, 生命理工学研究科, 助教 (10450727) ; 二階堂 雅人 東京工業大学, 生命理工学研究科, 助教 (70432010)
• 研究期間 (年度): 2009-05-11 – 2014-03-31
• キーワード: 生物多様性 / 種分化 / 大進化

研究概要

平成25年度は、本研究でこれまでおこなってきた全ての種分化研究および大進化研究の最終段階となった。種分化研究に関しては、ビクトリア湖産シクリッドのアミノ酸受容体であるV2R遺伝子群、および生殖に関わるフェロモン受容をおこなうと予想されるV1R遺伝子群の解析をおこなった。V2R遺伝子については、他のモデル魚種と比較してシクリッドのV2R遺伝子の数が最も多いことを明らかにした。またV1R遺伝子群に関しては、東アフリカ産シクリッドの進化の過程で急激に非同義置換が蓄積した事を明らかにした。さらにこれらの遺伝子群について、数百万年前に誕生した二つの対立遺伝子座が長い期間多型状態で維持されていることが明らかとなった。これらの発見はシクリッドにおける嗅覚の重要性を示唆しており、シクリッドが視覚のみに大きく依存しているという定説を覆すものである。特にV1R遺伝子にはフェロモン受容が種間で大きく変化させるような進化圧が働いたと考えられ、種分化への関与を強く示唆している。
哺乳類進化に関しては、平成24年度までに発見したエンハンサーのうち３つに関してノックアウトマウスの解析をおこない、特にAS071エンハンサーの欠損マウスでは、制御対象となる遺伝子の発現、およびその下流遺伝子の発現に影響を及ぼすことを明らかにした。また二次口蓋で機能するAS3_9エンハンサーに関しては、哺乳類の祖先で複数の転移因子の機能獲得が段階的に起こったことを明らかにした。一方で脳梁形成に関与するAS021エンハンサーの成立過程を明らかにした。これらの結果はいずれもAmnSINE1からどのようにエンハンサーが進化したのかを解明するものであり、哺乳類におけるシス制御配列の新たな獲得機構を提唱できるものである。
以上のように、本研究では「新種の出現」に至る種分化と新規形態獲得の分子メカニズムに関して新しい知見を得ることができた。

現在までの達成度 (区分)

理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Multiple episodic evolution events in V1R receptor genes of East-African cichlids (2014)
  • 著者名/発表者名: Nikaido M, Ota T, Hirata T, Satta Y, Saito Y, Aibara M, Mzighani SI, Hagino-Yamagishi K, Sturmbauer C, Okada N.
  • 雑誌名: Genome Biology and Evolution 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolutionary Changes in Vertebrate Genome Signatures with Special Focus on Coelacanth (2014)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki Y, Abe T, Okada N, Wada K, Wada Y, Ikemura T.
  • 雑誌名: DNA Research 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of chromosome markers from the Lake Victoria cichlid Paralabidochromis chilotes and their application to comparative mapping (2014)
  • 著者名/発表者名: Kuroiwa A, Terai Y, Kobayashi N, Yoshida K, Suzuki M, Nakanishi A, Matsuda Y, Watanabe M, Okada N.
  • 雑誌名: Cytogenetic and Genome Research 巻: 142 ページ: 112-120
  • DOI: 10.1159/000356128
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coelacanth genomes reveal signatures for evolutionary transition from water to land (2013)
  • 著者名/発表者名: Nikaido M(27 co-authors)
  • 雑誌名: Genome Res 巻: 23 ページ: 1740-1748
  • DOI: 10.1101/gr.158105.113
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vitro screening for compounds that enhance human L1 mobilization (2013)
  • 著者名/発表者名: Terasaki N, Goodier JL, Cheung LE, Wang YJ, Kajikawa M, Kazazian HH Jr, Okada N.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 ページ: e74629
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0074629
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic structure of pelagic and littoral cichlid fishes from Lake Victoria (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeda M, Kusumi J, Mizoiri S, Aibara M, Mzighani SI, Sato T, Terai Y, Okada N, Tachida H.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 ページ: e74088
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0074088
  • 査読あり
• [雑誌論文] The complete mitochondrial genomes of deep-sea squid (Bathyteuthis abyssicola), bob-tail squid (Semirossia patagonica) and four giant cuttlefish (Sepia apama, S. latimanus, S. lycidas and S. pharanois), and their application to the phylogenetic analysis of Decapodiformes (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawashima Y, Nishihara H, Akasaki T, Nikaido M, Tsuchiya K, Segawa S, Okada N.
  • 雑誌名: Molecular Phylogenetics and Evolution 巻: 69 ページ: 980–993
  • DOI: 10.1016/j.ympev.2013.06.007
  • 査読あり
• [学会発表] SINEが関与した哺乳類のミクロ進化とマクロ進化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西原秀典、岡田典弘
  • 学会等名: 日本遺伝学会第85回大会
  • 発表場所: 慶應義塾大学
  • 年月日: 20130919-20130921