2020 Fiscal Year Research-status Report
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20K15862
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
木下 豪太 京都大学, 農学研究科, 研究員 (60774578)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 収斂進化 / 季節性毛色変化 / 環境適応 / 野生哺乳類 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
毛色や羽毛の冬季白化は積雪環境への適応形質として、温帯以北の様々な哺乳類や鳥類で収斂進化している。また、その多くの種で局所環境への適応の違いに適応するため、種内や近縁種間で季節変化するものと変化しないものという二型が存在しており、生物の環境適応形質の進化や多様性創出を理解するうえで興味深い研究対象である。しかし、現在のところ、冬季の毛色二型に関わる責任遺伝子は北米と欧州のノウサギ属2種で同定された１つの遺伝子のみであり、その他のノウサギ種や異なる分類群間でどのように冬季白化が収斂進化したのかは未解明な部分が大きい。申請者は近年、ニホンノウサギは大陸種と異なる遺伝子により季節性毛色変化を収斂進化させた可能性を見出しており、本研究ではノウサギ属を足掛かりに、北方に生息する多様な哺乳類で季節性毛色変化が収斂進化した遺伝的メカニズムの解明を進めている。
本年度はニホンノウサギで特定された毛色二型の原因と考えられる候補遺伝子について詳細な解析を行った。まず、ニホンノウサギの複数個体について全ゲノムシーケンスを行い、ゲノム上における個体間の系統関係の変化を調べた。その結果、候補遺伝子の発現調節領域または前半のエクソン上に責任変異が存在している可能性を示唆することができた。また一方の毛色型では大規模な塩基配列の欠損があることが判明し、ゲノム構造の変化が起きている可能性も示唆された。さらに大陸の近縁種も含めた系統解析を行ったところ、毛色二型にかかわるアレルの分岐は種分化よりも古く、祖先多型か他種からのイントログレッションによってニホンノウサギの二型は獲得された可能性が高いと推察された。現在、候補遺伝子の毛色発現における機能を明らかにするために、毛根での遺伝子発現の解析も進めている。
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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
ニホンノウサギの毛色二型の原因と考えられる候補遺伝子について責任変異領域の絞り込みを進めることができ、ゲノム構造解析など今後追加で必要な解析についても明確になった。また、ニホンノウサギの毛色二型の起源について、種内変異により獲得したものではなく、祖先多型か他種からのイントログレッションによって獲得された可能性を示唆することができ、ノウサギ属内で冬季白化とその二型が収斂進化した歴史についても新たな知見をもたらすことができた。
また、ニホンノウサギの毛色二型の原因と考えられる候補遺伝子の分子機能を明らかにするための解析に着手しており、今後の研究もスムーズに進行できる状況にある。以上の理由から、総じて順調に研究が進展していると判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
ニホンノウサギの毛色二型の原因と考えられる候補遺伝子について責任変異領域の絞り込みをさらに進めるため、ゲノム構造解析等の新たな解析を始める。
また当初の計画通り、候補遺伝子の分子機能を理解するための解析を引き続き行い、毛色二型間または換毛ステージの違いによる候補遺伝子の発現パターンについて調べる計画である。これにより、当該の候補遺伝子と大陸種で見つかっている別の責任遺伝子について、毛色発現のカスケードにおける関わりも新たな知見が得られると期待できる。
また、ノウサギ属以外の毛色変化や多型の原因遺伝子についても探索するため、同様に毛色二型がみられるテン類のサンプリングも実施する予定であり、異なる分類群間の比較によって毛色変化の収斂進化について理解を深めるための研究を推進する。
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[Presentation] ニホンノウサギが冬季に白化するか茶色のままかを決める原因遺伝子と進化史2020
Author(s)
木下 豪太, 布目 三夫, 郷 康広, 牧野 能士, 辰本 将司, Alexey P KRYUKOV, Sang-Hoon HAN, Irina KARTAVTSEVA, 永野 惇，山田 文雄, 鈴木 仁, 井鷺 裕司
Organizer
日本生態学会
