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2012 年度 実績報告書

ネムリユスリカの乾燥無代謝休眠を支えるゲノム情報と原因遺伝子の解明

公募研究

研究領域複合適応形質進化の遺伝子基盤解明
研究課題/領域番号 23128512
研究機関独立行政法人農業生物資源研究所

研究代表者

黄川田 隆洋  独立行政法人農業生物資源研究所, 昆虫機能研究開発ユニット, 主任研究員 (60414900)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
キーワード乾燥耐性 / ドラフトゲノム / 無代謝休眠 / 比較ゲノム / 網羅的解析 / ゲノムデータベース / ハエ目昆虫 / 複合適応進化
研究実績の概要

本年度も引き続き次世代型シークエンサーによるゲノム解読を進めた。本年度得たリードを加え、新たにde novoアセンブルを行った結果、ネムリユスリカについてはN50スキャフォールド長が264kbのアセンブルデータが得られた。アセンブルデータの評価として、Roche 454 GS FLXによって得たネムリユスリカEST(約76万リード)をマッピングしたところ約92%がマップされた。また、Sanger法で決定したFosmidクローンと本ゲノム配列とを比較したところ、大きなアセンブルミスも無いことが確認された。ヤモンユスリカについてもN50スキャフォールド長が28.3kbのアセンブルデータを得た。 次に、アセンブルデータ上に遺伝子モデルの構築を行った。その結果、ネムリユスリカ、ヤモンユスリカの予測遺伝子数はそれぞれ17,824、17,224となった。予測遺伝子(コーディング領域)のGC含量はそれぞれ0.34、0.49と両者間で顕著な差が見られた。予測遺伝子には既知タンパク質とのホモロジー検索、ドメイン・モチーフ検索を行なってアノテーション情報を付加した。オーソログ解析の結果、ネムリユスリカ遺伝子のうちおよそ75%がオーソログ関係にあるとされた。二年間の研究の結果、乾燥耐性に関連性が高い遺伝子クラスター領域 ARId (Anhydrobiosis-related Island) の同定に至った。LEA遺伝子が水平伝播によって獲得されたxenologであることも明らかとなった。これらのことから、水平伝播による新規遺伝子機能の獲得と高頻度な遺伝子重複がタンパク質の機能の多様性をもたらした結果、ネムリユスリカは乾燥無代謝休眠という複合的な適応形質を進化させたと考えている。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (17件) (うち招待講演 8件)

  • [雑誌論文] 極限環境に生きる昆虫ネムリユスリカの生存戦略2012

    • 著者名/発表者名
      菊田真吾, 畑中理恵, 黄川田隆洋
    • 雑誌名

      生物科学

      巻: 63 ページ: 195-204

  • [雑誌論文] Elucidation of mechanisms underlying desiccation tolerance with exhaustive gene analysis2012

    • 著者名/発表者名
      Mukae K, Cornette R, Gusev O, Hatanaka R, Okuda T, Kikawada T
    • 雑誌名

      低温生物工学会誌

      巻: 58 ページ: 73-76

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wide overlap in mRNA transcription response to desiccation or oxidative stress in larvae of the cryptobiotic insect2012

    • 著者名/発表者名
      Mukae K, Gusev O, Hatanaka R, Cornette R, Okuda T, Kikawada T
    • 雑誌名

      低温生物工学会誌

      巻: 58 ページ: 191-194

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Group 3 LEA protein model peptides on desiccation-induced protein aggregation2012

    • 著者名/発表者名
      Furuki T, Shimizu T, Chakrabortee S, Yamakawa K, Hatanaka R, Takahashi T, Kikawada T, Okuda T, Mihara H, Tunnacliffe A, Sakurai M
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta - Proteins Proteomics

      巻: 1824 ページ: 891-897

    • DOI

      10.1016/j.bbapap.2012.04.013

    • 査読あり
  • [学会発表] ネムリユスリカの乾燥耐性における酸化ストレスの影響2013

    • 著者名/発表者名
      Cornette R, 岩田健一, 金森保志, Gusev O, 黄川田隆洋, 奥田隆
    • 学会等名
      第57回日本応用動物昆虫学会大会
    • 発表場所
      藤沢
    • 年月日
      2013-03-29
  • [学会発表] ネムリユスリカのゲノム解析から見えてきた乾燥無代謝休眠の分子機構2013

    • 著者名/発表者名
      黄川田隆洋, Oleg G, Cornette R, 末次克行
    • 学会等名
      第57回日本応用動物昆虫学会大会
    • 発表場所
      藤沢
    • 年月日
      2013-03-29
    • 招待講演
  • [学会発表] Switching to survival mode: noncoding RNAs in an anhydrobiotic insect and their possible roles in acquiring complete desiccation resistance2012

    • 著者名/発表者名
      Gusev O, Cornette R, Suetsugu Y, Kikawada T
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-12-13
  • [学会発表] ネムリユスリカの乾燥無代謝休眠を支えるゲノム情報2012

    • 著者名/発表者名
      黄川田隆洋, グセフオレグ, コルネットリシャー, 末次克行
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-12-12
  • [学会発表] 極限乾燥耐性昆虫ネムリユスリカのLEAタンパク質によるSUMOプロテアーゼ阻害作用について2012

    • 著者名/発表者名
      畑中理恵, 黄川田隆洋
    • 学会等名
      2012年度極限環境生物学会年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-12-02
  • [学会発表] Comparative genomics for understanding how to survive under extreme desiccation conditions2012

    • 著者名/発表者名
      Kikawada T, Gusev O, Suetsugu Y, Cornette R, Okuda T
    • 学会等名
      The Third International Scientific and Practical Conference: Postgenomic Methods of Analysis in Biology, and Laboratory and Clinical Medicine
    • 発表場所
      カザニ、ロシア
    • 年月日
      2012-11-24
    • 招待講演
  • [学会発表] メタボローム解析からみたネムリユスリカの乾燥耐性におけるトレハロースの役割2012

    • 著者名/発表者名
      黄川田隆洋
    • 学会等名
      第16回トレハロースシンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-10-25
    • 招待講演
  • [学会発表] Surviving rules: wide overlap in gene expression response to desiccation and ionizing radiation in an anhydrobiotic midge2012

    • 著者名/発表者名
      Gusev O, Mukae K, Sugimoto M, Kikawada T, Sakashita T, Okuda T
    • 学会等名
      12th European Workshop on Astrobiology
    • 発表場所
      ストックホルム、スウェーデン
    • 年月日
      2012-10-16
    • 招待講演
  • [学会発表] ネムリユスリカの乾燥無代謝休眠を支えるゲノム情報と原因遺伝子の解明2012

    • 著者名/発表者名
      末次克行, コルネット・リシャー, グセフ・オレグ, 川島武士, 佐藤矩行, 黄川田隆洋
    • 学会等名
      新学術領域研究「複合適応形質進化の遺伝子基盤解明」平成24年度公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-09-26
  • [学会発表] Криптобиоз в насекомых: Генетические основы способности к выживанию в открытом космосе2012

    • 著者名/発表者名
      Гусев О.А, Кикавада Т, Окуда Т, Новикова Н.Д, Сычев В.Н, Левинских М.А
    • 学会等名
      Астробиология: от происхождения жизни на Земле к жизни во Вселенной
    • 発表場所
      プシノ、ロシア
    • 年月日
      2012-09-18
    • 招待講演
  • [学会発表] Oxidative stress is a major factor for the induction of anhydrobiosis in the desiccation-tolerant midge, Polypedilum vanderplanki2012

    • 著者名/発表者名
      Cornette R, Iwata K, Kanamori Y, Gusev O, Kikawada T, Okuda T
    • 学会等名
      XXIV International Congress of Entomology
    • 発表場所
      テグ、韓国
    • 年月日
      2012-08-21
  • [学会発表] Survival in extreme environment by ”preserve-expand-specialize” strategy: lessons from comparative genomics of an anhydrobiotic midge2012

    • 著者名/発表者名
      Gusev O, Sychev V, Novikova N, Sugimoto M, Okuda T, Kikawada T
    • 学会等名
      39th COSPAR Scientific Assembly
    • 発表場所
      マイソール、インド
    • 年月日
      2012-07-20
    • 招待講演
  • [学会発表] Morphological and transcriptional response of an anhydrobiotic insect to ionizing radiation and desiccation: steps forward in understanding molecular background of extreme radioresistance in higher eukaryotes2012

    • 著者名/発表者名
      Gusev O, Mukae K, Sakashita T, Sychev V, Novikova N, Kikawada T, Okuda T
    • 学会等名
      39th COSPAR Scientific Assembly
    • 発表場所
      マイソール、インド
    • 年月日
      2012-07-18
  • [学会発表] 極限乾燥耐性昆虫ネムリユスリカとLEAタンパク質2012

    • 著者名/発表者名
      畑中理恵, グセフ・オレグ, コルネット・リシャー, 末次克行, 奥田隆, 佐藤矩行, 黄川田隆洋
    • 学会等名
      第57回低温生物工学会年会
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2012-06-01
  • [学会発表] ネムリユスリカの極限乾燥耐性機構の分子基盤2012

    • 著者名/発表者名
      黄川田隆洋
    • 学会等名
      第57回低温生物工学会年会
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2012-06-01
    • 招待講演
  • [学会発表] 活性酸素種によって制御される乾燥誘導性遺伝子の探索2012

    • 著者名/発表者名
      迎恭輔, グセフ・オレグ, 畑中理恵, コルネット・リシャー, 奥田隆, 黄川田隆洋
    • 学会等名
      第57回低温生物工学会年会
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2012-06-01
  • [学会発表] Origin and functions of LEA proteins in an anhydrobiotic insect: insights from genomics and transcriptomics2012

    • 著者名/発表者名
      Gusev O, Hatanaka R, Cornette R, Okuda T, Furuki T, Sakurai M, Kikawada T
    • 学会等名
      NIAS International Seminar for Cryobiology and Cryotechnology
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2012-05-31
    • 招待講演

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公開日: 2018-02-02  

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