タンガニイカ湖産シクリッドにおける精しょうタンパク質の分子進化

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25840130
• Research Institution: University of the Ryukyus
• Principal Investigator: 守田 昌哉 琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 准教授 (80535302)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 受精 / 精しょうタンパク質 / シクリッド / 種分化 / 精子競争

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、タンガニイカ湖産シクリッドを対象に受精様式の変化と精しょうタンパク質SPP120の進化の関係性を以下の点に着目して研究を行った。a)行動観察による受精様式の変化、b)受精様式の変化と精しょうタンパク質の分子進化、b）糖鎖の付加と精液の粘度の関係である。その結果、a)行動観察に関しては、３つの受精様式（岩および貝などでの基質における受精、産卵床での受精、口内での受精）に分けられることが判明し、付加的に精子の運動時間も進化したことが判明した。また精しょうの性質を調べた結果、口内受精の種でのみ精しょうタンパク質SPP120に糖鎖が付加されており、これらの種では成績の粘度が高いことも判明した。この粘度の高い精液は、口内受精時にオスからメスへの精子の受け渡す際に役立っており、結果的に受精成功を高めていると予想された。さらに、SPP120を脱糖化した精しょうは粘度が減少することから、SPP120への糖鎖の付加が精液の粘度の上昇に関与しうることも判明した。さらに、精しょうタンパク質の機能を発現タンパク質で検討した所、N末端は精子の運動抑制に働き、それ以外の箇所は精しょうタンパク質のポリマー化に関与することも判明した。産卵床での貯蓄型の受精様式をしめす種では、特定のコドンサイト（ポリーマー化に関与する箇所）が変異することが判明し、この機能解析を点変異を入れた精しょうタンパク質で検討した結果、ポリマー化が抑制することも判明した。これは、貯蓄型の受精様式では、行動観察より精液の拡散が必要であると考えられるため、それに関連した進化を経たのではないかと予想された。今後、精液に含まれる他のタンパク質の機能解析を含めた複合的な研究が必要であると考えられる。

Research Products

• [Journal Article] Bower-building behaviour is associated with increased sperm longevity in Tanganyikan cichlids. (2014)
  • Author(s): Morita, M., Awata, S., Yorifuji, M., Ota, K., Kohda, M., and Ochi, H.
  • Journal Title: J. Evol. Biol Volume: 27 Pages: 2629 2643
  • DOI: 10.1111/jeb.12522
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant