2019 Fiscal Year Research-status Report
オーソログ遺伝子群を用いた嗅覚受容体遺伝子のゲノム進化解析と環境要因との相関
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18K06359
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
新村 芳人 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任准教授 (90396979)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 嗅覚受容体 / 遺伝子ファミリー / 哺乳類 / フェロモン / ゲノム進化 / 多型 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2019年度は、以下の研究実績を得た。
（１）フェロモン受容に関するタイプ2鋤鼻受容体のリガンドであるペプチド性フェロモンESP遺伝子ファミリーに関して、その進化と起源に関する解析を行った。23種の齧歯類ゲノムを用いた網羅的解析を行った結果、ESP遺伝子の起源はネズミ科とキヌゲネズミ科の共通祖先にまで遡ることを示した。ESP遺伝子のコード領域はシグナル配列と成熟配列をコードする2個のエクソンからなるが、それぞれのエクソンが別々の遺伝子に由来し、メッセンジャーRNAの逆転写によって挿入された配列がつなぎ合わされることでESP遺伝子が生じたことを示した。論文は専門誌に投稿し、現在リバイズ中である。
（２）400種の哺乳類ゲノムからOR遺伝子の網羅的同定を行った。ゲノムによってアセンブルの精度にばらつきがあることから、アセンブル精度を補正する方法を確立した。これにより、種間の正確な比較が可能となった。
（３）ヒト集団内でのOR遺伝子レパートリーの多様性と、匂い知覚の個人差との関係を明らかにすることを目的として、ヒト千人ゲノムデータベースを用いて、ORの分離偽遺伝子（個人によって機能遺伝子であったり偽遺伝子であったりするような遺伝子座）の抽出を行った。また、機能遺伝子であっても、非同義な（アミノ酸配列を変えるような）多型の存在によって機能が変化することがあり得る。そこで、情報量エントロピーを用いて、アミノ酸配列の違いが機能に与える影響を定量化するような指標を確立した。
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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
（２）に関しては、2019年に数百におよぶ哺乳類ゲノムデータが一気に公開され、OR遺伝子同定をやり直したため、やや遅れが生じている。それ以外はおおむね順調に進展しているといえる。ただし、コロナ禍によって2020度の研究計画に支障が出る可能性がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は、以下の推進方策で研究を進める。
上記（１）に関しては、論文のリバイズ作業をできるだけ早く終わらせる。
（２）に関しては、食肉目・齧歯目・アフリカ獣類など哺乳類のいくつかのグループについてOGGへの分類を行い、環境要因との相関を調べる。結果をまとめ、論文を執筆・投稿する。
（３）に関しては、配列から予測された機能性の違いを実験によって確認する。また、リファレンスゲノムにないOR遺伝子を抽出し、その機能を調べる。
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| Causes of Carryover |
解析用の新規ワークステーションを購入する予定であったが、すでに研究室にあるワークステーションで計算可能であったため購入を見送った。しかし現在、400種もの哺乳類ゲノムデータを同時に扱っていることから、ワークステーションのスペックが不足している。そこで、どの程度のスペックが必要かを再度検討した上で、コロナ禍が終息し次第、新規ワークステーションを購入する。
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[Journal Article] Metabolism of odorant molecules in human nasal/oral cavity affects the odorant perception.2019
Author(s)
Ijichi C, Wakabayashi H, Sugiyama S, Ihara Y, Nogi Y, Nagashima A, Ihara S, Niimura Y, Shimizu Y, Kondo K, Touhara K
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Journal Title
Chemical Senses
Volume: 44
Pages: 465-481
DOI
Peer Reviewed
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