感覚器としての眼の起源と分子進化

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23370098
• 研究機関: 国立遺伝学研究所
• 研究代表者: 池尾 一穂 国立遺伝学研究所, 生命情報研究センター, 准教授 (20249949)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 分子進化 / 眼の起源 / 次世代シークエンス / ゲノム比較 / クラゲ / 感覚器 / レンズ眼

研究概要

感覚器の起源と進化を明らかにすることを目的に眼を例にとり比較進化学的な解析を行った。レンズ眼の起源と進化を理解することは、生物における表現系や形態・機能の多様化を考える上で重要であるばかりでなく、生命における他者の認識にまで至る、高次機能の理解にも関わるものである。神経系が未発達にもかかわらずレンズ眼を有する枝足クラゲや単細胞にも関わらずレンズを有する眼点を持つ渦鞭毛虫を対象として、哺乳類に代表される高度な神経系と連携した感覚器としての眼を比べることにより、遺伝子レベルで、このような複雑な感覚器がどのように出現したかという感覚器の進化と、感覚器からの情報を処理する神経系の進化上の関わりを遺伝子レベルから解明するために研究を進めた。
渦鞭毛虫、クラゲの眼点に着目して、神経系と感覚器（レンズ眼）の進化的関わりの解明を目的に、次世代シークエンサーによる遺伝子発現解析を行うことにより、両者から眼に関わる遺伝子もしくはその相同遺伝子の単離および発現解析を行い、それらについて高次神経系を伴う生物種（ヒトやタコなど）のデータと比較解析し、感覚器の起源と高度化、および進化における神経系との相互関係を明らかにする進化的解析を進めた。そのために、比較進化学、比較ゲノムの立場から、情報科学的手法を用いた進化モデルの構築と関連遺伝子候補の探索を進めるとともに、候補遺伝子の機能解析を行い、感覚器の成立過程にどのように神経系の発達が関与しえたのか、分子進化学的な解析によるモデルを構築した。

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] Autosomal recessive cone-rod dystrophy associated with compound heterozygous mutations in the EYS gene. (2014)
  • 著者名/発表者名: Katagiri S, Akahori M, Hayashi T, Yoshitake K, Gekka T, Ikeo K, Tsuneoka H, Iwata T.
  • 雑誌名: Doc Ophthalmol. 巻: 128(3) ページ: 211-217
  • DOI: 10.1007/s10633-014-9435-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolutionary changes of multiple visual pigment genes in the complete genome of Pacific bluefin tuna. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Y, Mori K, Saitoh K, Oshima K, Mekuchi M, Sugaya T, Shigenobu Y, Ojima N, Muta S, Fujiwara A, Yasuike M, Oohara I, Hirakawa H, Chowdhury VS, Kobayashi T, Nakajima K, Sano M, Wada T, Tashiro K, Ikeo K, Hattori M, Kuhara S, Gojobori T, Inouye K.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 110(27) ページ: 11061-11066
  • DOI: 10.1073/pnas.1302051110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of gene expression profile of epiretinal membranes obtained from eyes with proliferative vitreoretinopathy to that of secondary epiretinal membranes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Asato R, Yoshida S, Ogura A, Nakama T, Ishikawa K, Nakao S, Sassa Y, Enaida H, Oshima Y, Ikeo K, Gojobori T, Kono T, Ishibashi T.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 8(1) ページ: e54191
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0054191
  • 査読あり