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2015 年度 実績報告書

ショウジョウバエの自然免疫系における遺伝子の構造と発現調節による表現形質の進化

研究課題

研究課題/領域番号 26291074
研究機関首都大学東京

研究代表者

田村 浩一郎  首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (00254144)

研究分担者 高橋 文  首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (90370121)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード抗菌ペプチド / トランスクリプトーム / 遺伝子発現 / ショウジョウバエ / 抗カビ耐性 / 食物選択 / 環境適応 / 適応進化
研究実績の概要

本研究では、ショウジョウバエの食物選択において重要な要因となる微生物耐性に関して、特にカビ感染対する抗菌ペプチド遺伝子の発現応答や遺伝子産物の抗カビ活性をいろいろなショウジョウバエ種間で比較することを大きな目的としている。
本年度は,発酵,腐敗した果実を利用するキイロショウジョウバエやオオショウジョウバエ、カスリショウジョウバエ、樹液や朽木を利用するクロショウジョウバエやオオクロショウジョウバエ、カラスショウジョウバエ、カビやキノコを利用するフタオビショウジョウバエやナガレボシショウジョウバエの合計8種のショウジョウバエを用いて、腸管と唾腺、脂肪体それぞれの組織について次世代シーケンサーを用いたRNA-Seqによりアオカビの感染によって応答する免疫遺伝子の発現解析を行った。結果は現在解析中であるが、オオクロショウジョウバエでは抗カビ抗菌ペプチドであるDiptericinやCecropinが、オオショウジョウバエではAttacinとDiptericinが大きく発現変動していることが明らかとなった。
また、キイロショウジョウバエの主要な抗菌ペプチドとして知られるDrosomycinをコードする遺伝子にはDrs、Dro2、Dro3、Dro4、Dro5、Dro6、Dro-lの7遺伝子が見つかっており、種間で存在する遺伝子の有無やコピー数に多様性があることがわかっている。本年度はDro2-5領域の配列をキハダショウジョウバエ種内で比較することにより、コピー数変異生成メカニズムを検討した。その結果、挿入・欠失が起こる部位はTCまたはGAの間に多いこと、10bp以上の長さの挿入・欠失がおこるDNA配列はG+C含量が低いことがわかった。これらのことから大きな挿入・欠失はG+C含量の関与が示唆され、特定の配列に挿入・欠失が起こりやすい可能性が考えられた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

抗菌ペプチド遺伝子の発現パターンは微生物の感染によって大きく変動することが知られている。カビ感染に応答する抗菌ペプチド遺伝子の発現を調べるためには、一定の条件でカビ感染しているハエとカビ感染していないハエについて調べ、比較することが重要であるが、一部の種についてはカビ感染していないハエを準備することが困難であるため、全体の計画に遅れが生じている。

今後の研究の推進方策

今後、RNA-Seqの繰り返し実験を行う予定であるが、全ての種について、カビ感染していない条件のハエを用意することがこんなであるため、実験が比較的容易な種のみに限り、特定の抗菌ペプチド遺伝子に注目してRT-qPCRを行うなどの工夫をする予定である。
また、Drosomycin遺伝子のコピー数変異の生物学的意義を明らかにするため、コピー数が異なるキイロショウジョウバエ,キハダショウジョウバエ,タカハシショウジョウバエ、イチジクショウジョウバエの4種間で,次世代シークエンサーを用いた16SrRNA遺伝子配列の網羅的解析によって、アオカビの摂食による腸内細菌叢の変動を比較する。

次年度使用額が生じた理由

見積額より安く購入できたため、差額が出た。

次年度使用額の使用計画

次年度予算に繰り入れて使用する。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 6件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Ancient male recombination shaped genetic diversity of neo-Y chromosome in Drosophila albomicans2016

    • 著者名/発表者名
      Satomura K, Tamura K
    • 雑誌名

      Molecular Biology and Evolution

      巻: 33 ページ: 367-374

    • DOI

      10.1093/molbev/msv221

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A molecular evolutionary reference for the human variome2016

    • 著者名/発表者名
      Liu L, Tamura K, Sanderford M, Gray VE, Kumar S
    • 雑誌名

      Molecular Biology and Evolution

      巻: 33 ページ: 245-254

    • DOI

      10.1093/molbev/msv198

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comprehensive identification of odorant-binding protein genes in the seed fly, Delia platura (Diptera: Anthomyiidae)2015

    • 著者名/発表者名
      Ohta S, Seto Y, Tamura K, Ishikawa Y, Matsuo T
    • 雑誌名

      Applied Entomology and Zoology

      巻: 50 ページ: 457-463

    • DOI

      10.1007/s13355-015-0353-8

    • 査読あり
  • [学会発表] Transcriptomic response for cold adaptation in Drosophila2016

    • 著者名/発表者名
      Isobe K, Takahashi A, Tamura K
    • 学会等名
      Germany & Japan Workshop on Evolutionary Genomics 2016
    • 発表場所
      国立遺伝学研究所(静岡県三島市)
    • 年月日
      2016-03-22 – 2016-03-22
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecular phylogenetic analyses using MEGA software2015

    • 著者名/発表者名
      Tamura K
    • 学会等名
      International Symposium on Evolutionary Genomics and Bioinformatics 2015
    • 発表場所
      Academia Sinica (Taiwan)
    • 年月日
      2015-11-07 – 2015-11-07
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ショウジョウバエ抗カビ免疫システムの種間比較解析2015

    • 著者名/発表者名
      瀬戸陽介,田村浩一郎
    • 学会等名
      日本遺伝学会第87回大会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-25 – 2015-09-25
  • [学会発表] アカショウジョウバエのNeo-Y染色体の遺伝的多様性2015

    • 著者名/発表者名
      里村和浩,田村浩一郎
    • 学会等名
      日本遺伝学会第87回大会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-25 – 2015-09-25
  • [学会発表] キハダショウジョウバエ種内における抗菌ペプチドDrosomycin遺伝子の多様性2015

    • 著者名/発表者名
      市川里紗,瀬戸陽介,田村浩一郎
    • 学会等名
      日本遺伝学会第87回大会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-25 – 2015-09-25
  • [学会発表] Pooled RNA-Seqを用いたアカショウジョウバエ適応進化の検出2015

    • 著者名/発表者名
      中村遥,田村浩一郎
    • 学会等名
      日本遺伝学会第87回大会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-25 – 2015-09-25
  • [学会発表] 進化パターンの変化による分子系統解析の歪みとデータフィルタリングによるその抑制(2)2015

    • 著者名/発表者名
      岩本栄介,田村浩一郎
    • 学会等名
      日本遺伝学会第87回大会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-24 – 2015-09-24
  • [学会発表] 次世代データの系統解析New Technology -プロローグ:次世代系統解析の問題と課題-2015

    • 著者名/発表者名
      田村浩一郎
    • 学会等名
      日本進化学会第17回大会
    • 発表場所
      中央大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-08-23 – 2015-08-23
    • 招待講演
  • [学会発表] キハダショウジョウバエ種内における抗菌ペプチドDrosomycin遺伝子の分子進化2015

    • 著者名/発表者名
      市川里紗,瀬戸陽介,田村浩一郎
    • 学会等名
      日本進化学会第17回大会
    • 発表場所
      中央大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-08-20 – 2015-08-23
  • [学会発表] Pooled RNA-Seqを用いたアカショウジョウバエ適応進化の検出2015

    • 著者名/発表者名
      中村遥,田村浩一郎
    • 学会等名
      日本進化学会第17回大会
    • 発表場所
      中央大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-08-20 – 2015-08-23
  • [学会発表] 抗真菌耐性の異なるショウジョウバエ種間における比較トランスクリプトーム解析2015

    • 著者名/発表者名
      瀬戸陽介,田村浩一郎
    • 学会等名
      日本進化学会第17回大会
    • 発表場所
      中央大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-08-20 – 2015-08-20
  • [学会発表] アカショウジョウバエの Neo-Y 染色体の進化における組換えの影響2015

    • 著者名/発表者名
      里村和浩,田村浩一郎
    • 学会等名
      日本進化学会第17回大会
    • 発表場所
      中央大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-08-20 – 2015-08-20
  • [学会発表] 進化パターンの変化による分子系統解析の歪みとデータフィルタリングによるその抑制(2)2015

    • 著者名/発表者名
      岩本栄介,田村浩一郎
    • 学会等名
      日本進化学会第17回大会
    • 発表場所
      中央大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-08-20 – 2015-08-20
  • [学会発表] Evolution of the immigrans species group revealed by using big sequence data2015

    • 著者名/発表者名
      Seto Y and Tamura K
    • 学会等名
      SMBE 2015
    • 発表場所
      Hofburg Palace (Austria)
    • 年月日
      2015-07-13 – 2015-07-13
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Failure of phylogenetic tree reconstruction by heterogeneous substitution pattern among lineages and the method for its recovery2015

    • 著者名/発表者名
      Iwamoto E, Tamura K
    • 学会等名
      SMBE 2015
    • 発表場所
      Hofburg Palace (Austria)
    • 年月日
      2015-07-12 – 2015-07-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Ancient male recombination shaped genetic diversity of neo-Y chromosome in Drosophila albomicans2015

    • 著者名/発表者名
      Satomura K, Tamura K
    • 学会等名
      SMBE 2015
    • 発表場所
      Hofburg Palace (Austria)
    • 年月日
      2015-07-12 – 2015-07-16
    • 国際学会
  • [学会発表] 集団・進化遺伝学から見た放射線の生物への影響2015

    • 著者名/発表者名
      田村浩一郎
    • 学会等名
      日本保健物理学会第48回研究発表会
    • 発表場所
      首都大学東京荒川キャンパス(東京都荒川区)
    • 年月日
      2015-07-02 – 2015-07-02
    • 招待講演
  • [学会発表] Ancient male recombination shaped genetic diversity of neo-Y chromosome in Drosophila albomicans2015

    • 著者名/発表者名
      Satomura K, Tamura K
    • 学会等名
      Evolution 2015
    • 発表場所
      Casa Grande Resort (Brazil)
    • 年月日
      2015-06-26 – 2015-06-30
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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