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2020 年度 実績報告書

トランスクリプトームのゆらぎがもたらす新規ニッチへの進出能力

公募研究

研究領域進化の制約と方向性 ~微生物から多細胞生物までを貫く表現型進化原理の解明~
研究課題/領域番号 20H04873
研究機関東京大学

研究代表者

石川 麻乃  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (20722101)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
キーワードトランスクリプトーム / ゆらぎ
研究実績の概要

本研究では、生物の新規ニッチ進出の制約と方向性を生む機構として、表現型のゆらぎや方向性の違いに着目し、その分子的実態と新規ニッチ進出に果たす具体的な役割を解明する。モデルとしたのは、淡水ニッチへの進出能力が異なるトゲウオ科イトヨ2種である。イトヨは世界各地で海から淡水への進出に成功し、多様化を遂げている。一方、近縁種であるニホンイトヨは淡水域に一切進出していない。私たちの研究から、ニッチ進出能力の高いイトヨは、進出能力の低いニホンイトヨに比べて、淡水域への適応に関わる遺伝子発現のゆらぎが大きいことが示唆された。これは、トランスクリプトームのゆらぎの進化が、淡水ニッチへの進出と適応に寄与していることを示唆している。そこで、本研究では、『トランスクリプトームのゆらぎの差が新規ニッチへの進出・適応能力を規定している』 という仮説を立て、このゆらぎの違いを生むゲノム領域/候補変異を同定し、それらが新規ニッチ進出に果たす具体的な役割を実験的、定量的に解析することで、これを検証することを目指した。本年度は、新型コロナウイルス感染症により、日本海型、太平洋型の採集が困難になったため、繰越を行なった。

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

令和2年10月までに、事前準備、日本海型、太平洋型の採集を行い、令和3年3月までに、 RNAシークエンス実験、RNAシークエンス実験データの解析、結果の取りまとめを行う予定であったが、新型コロナウイルス感染症により、日本海型、太平洋型の採集が困難になったため、繰越を行なった。

今後の研究の推進方策

イトヨとニホンイトヨのトランスクリプトームのゆらぎを定量的に計測するため、来年度得られる日本海型、太平洋型を人工授精により交配させ、同一卵塊から得られた孵化後1ヶ月の幼魚をさまざまな環境条件に曝露し、孵化後8ヶ月までの生存率を確認する。また、各組織のRNAseqデータにより、制約や方向性を生む環境応答性の候補遺伝子や、その環境応答性の違いを生むゲノム領域や候補変異を同定する。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 2件、 査読あり 9件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Construction of a chromosome-level Japanese stickleback species genome using ultra-dense linkage analysis with single-cell sperm sequencing.2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshitake K, Ishikawa A, Yonezawa R, Kinoshita S, Kitano J, and Asakawa S.
    • 雑誌名

      NAR Genomics and Bioinformatics

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Convergent copy number increase of genes associated with freshwater colonisation in fishes2022

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa A, Yamanouchi S, Iwasaki W, and Kitano J.
    • 雑誌名

      Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genetic basis for variation in the number of cephalic pores in a hybrid zone between closely related species of goby, <i>Gymnogobius breunigii</i> and <i>Gymnogobius castaneus</i>2021

    • 著者名/発表者名
      Kakioka Ryo、Kume Manabu、Ishikawa Asano、Ansai Satoshi、Hosoki Takuya K、Yamasaki Yo Y、Nagano Atsushi J、Toyoda Atsushi、Kitano Jun
    • 雑誌名

      Biological Journal of the Linnean Society

      巻: 133 ページ: 143~154

    • DOI

      10.1093/biolinnean/blab033

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The evolutionary ecology of fatty‐acid variation: Implications for consumer adaptation and diversification2021

    • 著者名/発表者名
      Twining Cornelia W.、Bernhardt Joey R.、Derry Alison M.、Hudson Cameron M.、Ishikawa Asano、Kabeya Naoki、Kainz Martin J.、Kitano Jun、Kowarik Carmen、Ladd Sarah Nemiah、Leal Miguel C.、Scharnweber Kristin、Shipley Jeremy R.、Matthews Blake
    • 雑誌名

      Ecology Letters

      巻: 24 ページ: 1709~1731

    • DOI

      10.1111/ele.13771

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Copy number variation of a fatty acid desaturase gene <i>Fads2</i> associated with ecological divergence in freshwater stickleback populations2021

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Asano、Stuart Yoel E.、Bolnick Daniel I.、Kitano Jun
    • 雑誌名

      Biology Letters

      巻: 17 ページ: 20210204

    • DOI

      10.1098/rsbl.2021.0204

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Differences in the contributions of sex linkage and androgen regulation to sex‐biased gene expression in juvenile and adult sticklebacks2020

    • 著者名/発表者名
      Kitano Jun、Kakioka Ryo、Ishikawa Asano、Toyoda Atsushi、Kusakabe Makoto
    • 雑誌名

      Journal of Evolutionary Biology

      巻: 33 ページ: 1129~1138

    • DOI

      10.1111/jeb.13662

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diversity in reproductive seasonality in the three-spined stickleback, <i>Gasterosteus aculeatus</i>2020

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Asano、Kitano Jun
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Biology

      巻: 223 ページ: jeb208975

    • DOI

      10.1242/jeb.208975

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiple waves of freshwater colonization of the three-spined stickleback in the Japanese Archipelago2020

    • 著者名/発表者名
      Kakioka Ryo、Mori Seiichi、Kokita Tomoyuki、Hosoki Takuya K.、Nagano Atsushi J.、Ishikawa Asano、Kume Manabu、Toyoda Atsushi、Kitano Jun
    • 雑誌名

      BMC Evolutionary Biology

      巻: 20 ページ: 143

    • DOI

      10.1186/s12862-020-01713-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Patterns of genomic divergence and introgression between Japanese stickleback species with overlapping breeding habitats2020

    • 著者名/発表者名
      Ravinet Mark、Kume Manabu、Ishikawa Asano、Kitano Jun
    • 雑誌名

      Journal of Evolutionary Biology

      巻: 34 ページ: 114~127

    • DOI

      10.1111/jeb.13664

    • 査読あり
  • [学会発表] トゲウオから探る生活史の収斂進化の鍵遺伝子2020

    • 著者名/発表者名
      石川 麻乃
    • 学会等名
      第52回種生物学会シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Molecular genetic mechanisms underlying convergent evolution of life-history traits in sticklebacks2020

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa A
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 生活史の適応進化を生む分子遺伝機構 ー変異/遺伝子、生理、適応度を繋ぐー2020

    • 著者名/発表者名
      石川 麻乃
    • 学会等名
      第66回日本生態学会
    • 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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