| 研究課題/領域番号 |
25660151
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| 研究種目 |
挑戦的萌芽研究
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
鈴木 徹 東北大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (70344330)
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| 研究分担者 |
酒井 義文 東北大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (10277361)
横井 勇人 東北大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (40569729)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 逃避行動 / 多型性 / ゲノム情報 / メダカ / 繰り返し配列 |
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| 研究概要 |
養殖魚に望まれる遺伝的特性には、 “暴れない”あるいは“神経質でない”など「飼育に適した性質」がある．本研究では、このような性質制御遺伝子を、ゲノム情報、バイオインフォマティックスと多型解析を駆使することにより、3年の研究期間内に特定することに挑戦する
本年度は、性質の異なる系統が確立され、ゲノム情報も利用できるメダカを研究材料とした．使用した系統は、人によく慣れるDrR系統、人影に驚くHNI系統、野性系統である．最初に、「驚く」行動を撮影する簡便な装置を作成し、刺激に対する応答をムービーに撮影したのち、プログラムを使って刺激後の遊泳速度と距離を測定した．HNI系統はDrR系統の3～6倍の速度で逃避し、野性系統はその中間であった．今回作製したシステムにより「驚く」行動を数値化し比較することが可能となり、次年度以降はこのシステムを使って行動解析を進める．
哺乳類では、タンパク質内に発生したアミノ酸の繰り返し配列の多型性が性質と強くリンクしている．そこでメダカのゲノムデータベースから、アミノ酸の繰り返し配列を持つ脳機能関連遺伝子を検索し、系統間で繰り返し数の多型性を示す遺伝子を候補遺伝子としてリストアップした。10回以上の1アミノ酸の繰り返し配列を有する遺伝子をゲノムデータベースで検索したところ、51種見つかった。種間で繰り返しの回数が同じ遺伝子は、機能的バイアスにより多型性が発生しにくいものと考え、他魚種のゲノムデータと比較し、魚種間で繰り返し数が異なる遺伝子を選別した．その結果、36種に絞り込まれた．そのうち試験的に3種類の脳機能関連遺伝子（clock, sox11, tbx1）を選び、系統間で繰り返し数を比較した．clock, sox11では、DrR、HNI、野性系統間で多型性の差異が発生していることが明らかになり、次年度以降の解析の候補遺伝子としてリストアップした．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
指定した個数のアミノ酸の繰り返しを検索するプログラムを作成した（たとえばGlyGlyGly----Gly1など1種類のアミノ酸の繰り返し、あるいは、GlyHisProPheThrGlyHisProPheThr------GlyHisProPheThrなどの5個のアミノ酸からなる繰り返し；CACACACA----CA等のマイクロサテライト）。このプログラムを使うことで、ゲノムデータベースからどのような繰り返し配列を持つ遺伝子でも探出することが可能である。1アミノ酸の繰り返しの場合、繰り返しが10個以上の遺伝子はゲノム中に51個と意外に少ないことが分かった．実際にDrRとHNIで繰り返しの数が異なる脳機能関連遺伝子が見つかり、後の進展が期待できると考えている．「驚く」と言う反応を数値化できるシステムが開発できたことは、当初想定していなかった成果である．
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| 今後の研究の推進方策 |
哺乳類では、タンパク質内の繰り返し配列だけでなく、脳機能に関与する遺伝子のプロモーター領域にマイクロサテライト（数塩基の単純な繰り返し）が形成されると、その繰り返し配列の多型性により遺伝子の転写効率が変化し、それにより性質の差が生じることが知られている．従って、性格関連遺伝子の候補として、アミノ酸の繰り返しだけでなく、プロモーター領域にマイクロサテライトが存在する遺伝子をリストアップする必要がある．そこで開発したプログラムを使って、メダカのゲノムデータベースからこのような遺伝子を検索し、系統間で多型性を比較する．
見つかった多型性と性質との関連を検証する方法を考案する．有効な方法の一つは、DrR、HNIと一致するリピート数を持つ野性集団個体を探し出して、2系統と類似の行動パターンを示すかどうかを検討することだと考える．そのために、次年度に野性集団個体を多数収集し、繰り返し配列の多型性を調べておく計画である．
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| 次年度の研究費の使用計画 |
本年度最終月の物品費（消耗品）が予想よりも少額であったため、40,527円の未使用金が発生した。
本年度の余剰金は、次年度で併せて物品費として使用する計画である。
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