2018 Fiscal Year Annual Research Report
Trans-omic study for diversity and evolution of venomic proteins of Protobothrops flavoviridis.
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18H02498
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
柴田 弘紀 九州大学, 生体防御医学研究所, 准教授 (80315093)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小川 智久 東北大学, 生命科学研究科, 准教授 (80240901)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 遺伝的多様性 / ハブ / 毒液タンパク質 / 加速進化 / 系統地理学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究計画では、日本産ハブ属3種の毒液タンパク質遺伝子の塩基配列多様性の大規模検出（計画1）と毒液タンパク質のオミクス解析（計画2）を行い、ハブの毒液タンパク質の多様性とその進化過程の解明を解明することを目的としている。
計画1については、本年度は、毒液タンパク質セット50遺伝子と非毒型パラログ12個についてアンプリコンシークエンスのためのプライマー設計を行った。対象とする毒液遺伝子セットには、多数コピーからなる遺伝子族を構成しているものがあり、PCR条件の最適化がやや難航している。それに並行して、毒液タンパク質遺伝子セットとの比較対象としてミトコンドリアDNAの配列決定とデータ収集を進めた。先行研究（2013-15年度基盤C）で、多型性の特に高い領域として選定済みの5kbを対象に、ダイレクトシークエンスにより10島からの計101個体についての変異情報を取得した。
計画2については、本年度は、研究協力者（寺田考記（沖縄衛生環境研））の協力のもと、トカラ列島の宝島および小宝島での採集を行い、それぞれ予定のサンプル数を収集することができた。研究協力者から提供を受けた個体を合わせて、合計8島からの計30個体から、筋肉組織、毒腺、毒液を採取を完了した。それぞれDNA／RNA抽出および研究分担者（東北大学・小川智久）によるプロテオーム解析を進めている。一方、久米島と伊平屋島での同様の採集を予定していたが、研究協力者の都合がつかず、年度内に行うことができなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
毒液遺伝子は複数のコピーからなる遺伝子族を構成しており、PCR条件の最適化が困難な場合があるため、計画1のためのアンプリコン設計が遅れている。
研究協力者（寺田考記（沖縄衛生環境研））の所属機関の移転により、当初予定していた現地調査と採集が遂行できなかったため、計画2のためのサンプル収集がやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
1. [検体整備]：事情により本年度に収集ができなかった2島を含む、伊平屋島、渡嘉敷島、久米島での採集を、研究協力者（寺田考記（沖縄衛生環境研））の協力のもと遂行し、計画2のための検体収集を完了する。計画1のための検体収集はひきつづき進めていく。
2. [毒液タンパク質遺伝子セットの解析]：アンプリコンシークエンスのためのプライマー設計とPCR条件の最適化を引き続き進める。今後も困難が予想される際には、一部については通常のPCRによるダイレクトシークエンスに切り替えて、データ取得を進める。
3. [毒腺のトランスクリプトーム解析]：取得済みの毒腺からのRNA抽出とRNAシークエンスを進める。当初は研究代表者の所属機関に導入済みのHiSeq2500でデータ取得を行う予定であったが、NGSのアウトソーシングの価格が非常に下がってきたので、適宜利用してコストダウンを図る。
4. [毒液のプロテオーム解析]：研究分担者の小川智久（東北大学）の協力のもと、取得済みの毒液からのフォーカスドプロテオーム解析を進める。
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Research Products
(7 results)
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[Journal Article] The habu genome reveals an evolutionary background of venom protein genes.2018
Author(s)
Shibata H, Chijiwa T, Oda-Ueda N, Nakamura H, Yamaguchi K, Hattori S, Matsubara K, Matsuda Y, Yamashita A, Isomoto A, Mori K, Tashiro K, Kuhara S, Yamasaki S, Fujie M, Goto H, Koyanagi R, Takeuchi T, Fukumaki Y, Ohno M, Shoguchi E, Hisata K, Satoh N, Ogawa T.
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Journal Title
Sci Rep.
Volume: 8
Pages: 11300
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Whole genome sequencing of a Japanese endemic pit viper, habu, Protobothrops flavoviridis reveals accelerated evolution of venom protein genes enriched in microchromosomal regions.2018
Author(s)
Shibata H, Chijiwa T, Oda-Ueda N, Yamaguchi K, Hattori S, Matsubara K, Matsuda Y, Isomoto A, Koyanagi R, Hisata K, Fukumaki Y, Ohno M, Shoguchi E, Satoh N, Ogawa
Organizer
The International Society of Toxinology 2018 European Section Congress, Yerevan, Armenia.
Int'l Joint Research
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[Presentation] Whole genome sequencing of a Japanese endemic pit viper, habu, Protobothrops flavoviridis reveals accelerated evolution of venom protein genes enriched in microchromosomal regions.2018
Author(s)
Shibata H, Chijiwa T, Oda-Ueda N, Yamaguchi K, Hattori S, Matsubara K, Matsuda Y, Koyanagi R, Hisata K, Fukumaki Y, Ohno M, Shoguchi E, Satoh N, Ogawa T.
Organizer
SMBE 2018, Yokohama, Japan
Int'l Joint Research
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