2016 Fiscal Year Research-status Report
小型哺乳類の毛色関連遺伝子群の進化的動態把握と系統地理マーカーの開発
| Project/Area Number |
15K07177
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
鈴木 仁 北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (40179239)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 毛色関連遺伝子 / Mc1r / Asip / 腹部特異的プロモーター / ハツカネズミ / 系統地理 / 逆位 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
ハツカネズミ(Mus musculus)の野生集団を対象とし、毛色変異と２つの重要な毛色関連遺伝子との関連を調査した。毛色は分光測色計で測定し、クラスター解析でグループ分けをした。その結果、腹部毛色は“light gray”と“dark gray”の2つのグループに分けられた。Mc1rの全コード領域(948 bp)の塩基配列の解析を行ったが多様性はなく、毛色の多型性との関連性はないことが示された。Asipの遺伝的変異の解析では、アミノ酸コード領域の上流域にある2つのプロモーター領域exon 1A (317 bp)およびexon 1B (499 bp)の塩基配列変異に着目した。その結果、Asipのexon 1Aおよびexon 1B領域は、集団内で連鎖が平衡状態にあり、前者が腹側毛色変異に関連することが示唆された。
ハツカネズミにおいて、Asipのexon 1Aプロモーター領域は、反復配列構造(inverted repeat, IR)の中に組み込まれ、それを含む染色体断片の逆位が起こることで腹部毛色の表現型の変化に関与する可能性が示唆されている。今回、ハツカネズミを含む哺乳類9種 (ハツカネズミ、ハダカデバネズミ、ヒトなど) を用いてAsipの非コード領域 (約150 kb) の構造比較を行った。その結果、ハツカネズミのIR領域には5つのモチーフ(Conserved Noncoding Element、CNEと呼ぶ)が存在し5対のIRを形成する事が判明した。3つのモチーフについては、哺乳類の種間で塩基配列の高い相同性が維持されていた。5対のIR構造はラットとチャイニーズハムスターにおいても認められたが、他の種では一部のモチーフの配列保存性が失われ、結果、一部のIR構造が欠落する傾向を示した。同一ゲノム内での2つのモチーフ間の配列の相同性は高く、協調進化的動態の存在が示唆された。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
前年度解析を行った沖縄産クマネズミの論文投稿はminor revisionとして取り扱われ、現在改変論文の投稿直前という状況である。
ハツカネズミの 腹部の毛色変異の解析結果は、当初の想定通りAsip の1Aプロモーター領域に責任領域があることを野生集団で示すことができた。すでに論文(Sakuma et al. 2016)として発表し、連鎖不平衡の状況を含め、今回の新規発見を広く世界にアピールできた。
アカネズミおよびヒメネズミのミトコンドリアＤＮＡのハプロタイプグループの遺伝的多様性を調査し、時間的観点における集団動態を島嶼集団を含め詳細に調査した。過去１４万年間に北海道、本州・四国・九州ブロックでそれぞれ地域固有の集団動態の存在が示唆された。氷期最盛期における集団の縮小と、その後の温暖化の時代に集団の二次的接触が起きていることが明らかとなった。解析結果は近日中に公開予定である（Hanazaki et al. in press)。
データベース上のゲノム配列を活用したAsipのnon-coding領域の変異に関する主要な哺乳類種間の比較においては、種を超えて強く配列が保持されている領域があり、それが逆位構造構築のパーツとして使用されていることも判明した。今回用いた手法は、今後全ゲノム配列が多くの哺乳類種で開示される状況の中、基盤となる解析手法として位置づけられるものと期待している。本解析の内容については、現在論文投稿中である。
また、北海道産全身白色黒目のヤチネズミの責任遺伝子の探索を現在行っており、特定が可能な状態にまで至っている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
北海道産ヤチネズミにおいて、全身白色黒目個体が発見された。本年度は、白色化をもたらす責任遺伝子の探索を行う。特に、毛色関連遺伝子kitの塩基変異によってもたらされている可能性が示唆されているので、ゲノム編集をハツカネズミで行い、その可能性の検証を行う予定である。他に６つの白色変異関連遺伝子の関連についても調査を行う。
クマネズミのAsip遺伝子の異なる４つの領域を解析し、ハプロタイプ構造を明らかにしていくことで、地域集団の系統地理学的位置づけを行うとともに、集団間の遺伝的交流とそれに伴う系統間の遺伝子浸透をハプロタイプの組換え現象を活用し、交流の時期に関するおよその年代を推定していく。
日本産モグラ類（アズマモグラおよびコウベモグラ）において、ミトコンドリアDNAおよび核遺伝子をマーカーとした系統地理学的解析を押し進め、地理的集団間の自然史の把握と境界線領域の策定、さらには、観察されたhybrid zoneの遺伝的位置づけを行う計画である。
ハツカネズミにおいては５SリボソームＲＮＡ遺伝子クラスター間およびクラスター内での組換え状況の把握を二つの亜種系統が二次的接触を起こしている日本産野生集団において行う。また、５Sクラスター周辺の遺伝子領域の塩基多様度の解析を行い、selective sweepの兆候があるかどうかを調査し、５SリボソームＲＮＡ遺伝子の集団内均一化現象における自然選択の関与について解析を行う計画である。
|
-
-
-
[Journal Article] Estimation of the evolutionary rates of mitochondrial DNA in two Japanese wood mouse species based on calibrations with Quaternary environmental changes2017
Author(s)
Hanazaki, K., Tomozawa, M., Kinoshita, G., Suzuki, Y., Yamamoto, M., Irino, T., Suzuki, H.
-
Journal Title
Zoological Science
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
-
[Journal Article] Variation in the Coat-Color-Controlling Genes, Mc1r and Asip, in the House Mouse Mus musculus from Madagascar.2016
Author(s)
Sakuma, Y., Ranorosoa, M.C., Kinoshita, G., Shimoji, H., Tsuchiya, K., Ohdachi, S.D., Arai, S., Tanaka, C., Ramino, H. and Suzuki, H.
-
Journal Title
Mammal Study
Volume: 41
Pages: 131-140
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
-
-
-
-
-
-
