2015 Fiscal Year Annual Research Report
霊長類感覚多重遺伝子族の大規模集団解析による嗅覚･味覚･色覚の総体的進化像の解明
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15H02421
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
河村 正二 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (40282727)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今井 啓雄 京都大学, 霊長類研究所, 准教授 (60314176)
手島 康介 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20447593)
太田 博樹 北里大学, 医学部, 准教授 (40401228)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 分子・遺伝 / 感覚進化 / 色覚 / ケミカルセンス / 霊長類 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
新世界ザル6種（フサオマキザル、セマダラタマリン、アザレヨザル、チュウベイクモザル、マントホエザル、ダスキーティティ）各1個体ずつの高純度ゲノムDNAに対して、嗅覚受容体、苦味受容体、旨味・甘味受容体、色覚オプシンの全遺伝子及び中立対照領域を対象として、target captureと次世代シーケンシング（NGS）を行った。その際、orthologous gene groupを系統樹解析によって設定し、target captureで用いるプローブの設計を行うことで、プローブの無駄な重複や見落としを防いだ。ノドジロオマキザルとチュウベイクモザルの糞DNA集団試料に対して、一部の苦味受容体と嗅覚受容体を対象に、PCRとサンガーシーケンシングを行った。フサオマキザル、コモンマーモセット、アザレヨザル、チュウベイクモザル、マントホエザルの苦味受容体TAS2R1およびTAS2R4について機能解析を実施した。それぞれコルヒチンとショウノウに対しての反応に種間差が見いだされたため、関与するアミノ酸残基を進化解析的な手法を用いて解析中である。ヒトに関しては、パイロットスタディーとして、匿名日本人男性6個体の高純度ゲノムDNAに対して、上記遺伝子及び中立対照領域を対象として、6個体分のゲノムDNAをプールした場合としなかった場合のtarget captureとNGSを行った。ヒトを含む霊長類のL/Mオプシン遺伝子の解析については、現段階で公開されているゲノムNGSデータを解析するため、ヒト参照配列のLオプシンおよびMオプシン上にマップされたリードを抽出し、それらを再度オプシン遺伝子配列を参照配列としてマップし、変異を同定するスクリプトを作製した。これによりリード情報が公開されているゲノムデータを用いてL/Mオプシン遺伝子群塩基変異度を解析することが出来るようになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
target captureとNGSを新世界ザルとヒトの両方において開始した。新世界ザルについては糞DNAからのPCRとサンガーシーケンシングを進めている。フサオマキザル、コモンマーモセット、アザレヨザル、チュウベイクモザル、マントホエザルの苦味受容体TAS2R1およびTAS2R4について機能解析を実施した。L/Mオプシン遺伝子領域の塩基配列をヒトを含む霊長類の公開ゲノムデータから抽出するプログラムを作成した。
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| Strategy for Future Research Activity |
新世界ザルについては、NGSで得られた塩基配列リードを分類整理し、各遺伝子各種の塩基配列を決定する。それらを元に、偽遺伝子数と機能遺伝子数の種間比較、祖先配列推定、進化時間に対する選択圧の動態を解析する。糞DNAに対するtarget captureとNGSを検討する。ヒトについては集団サンプルの解析において複数個体のサンプルをプールしてtarget captureとNGSを行った場合と個別に行った場合を比較して、プールが有効であれば200個体程度に解析規模を広げる。L/Mオプシンの配列データ抽出プログラムを用いて、L/Mオプシン遺伝子群塩基変異度をさまざまな人類集団で比較していく。
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[Journal Article] Euarchontan opsin variation brings new focus to primate origins2016
Author(s)
*Melin, A. D., Wells, K., Moritz, G. L., Kistler, L., Orkin, J. D., Timm, R. M., Bernard, H., Lakim, M. B., Perry, G. H., Kawamura, S. and *Dominy, N. J.
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Journal Title
Molecular Biology and Evolution, 33 (4):
Volume: 33
Pages: 1029-1041
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Amino acid residues of bitter taste receptor TAS2R16 that determine sensitivity in primates to b-glycosides2016
Author(s)
H. Imai, N. Suzuki-Hashido, Y. Ishimaru, T. Sakurai, L. Yin, W. Pan, M. Ishiguro, K. Masuda, K. Abe, T. Misaka, and H. Hirai
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Journal Title
Biophysics and Physicobiology
Volume: 未定
Pages: 未定
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Retinoic acid signaling regulates differential expression of the tandemly-duplicated long wavelength-sensitive cone opsin genes in zebrafish2015
Author(s)
5.Mitchell, D. M., Stevens, C. B., Frey, R. A., Hunter, S. S., Ashino, R., Kawamura, S. and Stenkamp, D. L.
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Journal Title
PLoS Genetics
Volume: 11
Pages: e1005483
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] 野生ジャワルトンの苦味受容体遺伝子の多様性解析2016
Author(s)
鈴木―橋戸南美, Takashi Hayakawa, Laurentia Henrieta Permita Sari Purba, Sarah Nila, Kanthi Arum Widayati, Bambang Suryobroto, Hiroo Imai
Organizer
第６０回プリマーテス研究会
Place of Presentation
犬山市
Year and Date
2016-01-30 – 2016-01-31
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[Presentation] Howler monkey foraging ecology suggests convergent evolution of routine trichromacy as an adaptation for folivory2015
Author(s)
Khetpal, V., Welker, B., Matsushita, Y., Kawamura, S. and Melin, A. D.
Organizer
Midwest Primate Interest Group Conference
Place of Presentation
Fontbonne University, St. Louis, Missouri
Year and Date
2015-10-09 – 2015-10-10
Int'l Joint Research
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[Presentation] Sensory ecology of wild capuchins: Integrating fruit signals, nutrition, and foraging behavior2015
Author(s)
Melin, A. D., Shirasu, M., Matsushita, Y., Venkataraman, V., Rothman, J. M., Touhara, K. and Kawamura, S.
Organizer
The 17th Annual Meeting of the Society for Evolutionary Studies, Japan: Symposium "Sensory genetics, ecology and evolution of primates"
Place of Presentation
Chuo University Korakuen Campus, Tokyo
Year and Date
2015-08-20 – 2015-08-23
Int'l Joint Research
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[Presentation] Variation of absorption spectrum and gene expression pattern of red opsins under different light environments and its effect on behavioral spectral sensitivity in guppies, Poecilia reticulata2015
Author(s)
Sakai, Y., Kasagi, S., Kawamura, S., Ohtsuki, H. and Kawata, M.
Organizer
15th congress of the European Society for Evolutionary Biology
Place of Presentation
The University of Lausanne, Lausanne, Switzerland
Year and Date
2015-08-10 – 2015-08-14
Int'l Joint Research
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[Presentation] Prevalence of dichromacy and anomalous trichromacy in a wild population of spider monkeys (Ateles geoffroyi) in Yucatan, Mexico2015
Author(s)
Pablo-Rodríguez, M., Matsushita, Y., Schaffner, C. M., Aureli, F., Hernández-Salazar, L. T. and Kawamura, S.
Organizer
The 5th Mexican Congress of Primatology
Place of Presentation
USBI, Boca del Río, Veracruz, Mexico
Year and Date
2015-06-29 – 2015-07-02
Int'l Joint Research
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