Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

解析パイプライン / Web tool / ゲノム比較 / 左右相称動物 / 脊索動物の起源 / オーソログ / web tool / 比較ゲノム / 分子系統解析 / シンテニー / ゲノム進化 / 系統解析 / 真骨魚類 / シンテニー解析

遺伝子の機能を推定する web tool, ORTHOSCOPE を開発した．ORTHOSCOPE は，ユーザーが注目する左右相称動物に含まれる数種のゲノムデータから，同じ機能を持つと考えられる遺伝子を判定する．
ORTHOSCOPE を用いて，脊椎動物祖先の出現を可能にした 2 つの器官の由来に迫った：(1) 脊椎動物のすばやい動きを可能にする骨格筋は，骨格筋アクチンとトロポニン C を新たに用いることで獲得された．(2) 脊索動物を特徴付ける脊索は，Brachyury 遺伝子のコピーを新たに作成したのではなく，既存の遺伝子に新たな機能を加えることで獲得された．

作成した ORTHOSCOPE はウェブツールであるため，広く一般の利用が可能である．このツールを用いれば，分子系統解析を専門としない研究者であっても，自身が注目する遺伝子がある分類群のゲノムに存在するのか判定し，その由来を推定できる．
このため学術的意義は，ORTHOSCOPE を用いれば，左右相称動物のある動物群 (脊椎動物など) の出現を可能にした器官と遺伝子の起源に迫る研究を，多くの研究者が独自に展開できるようになった点である．社会的な意義としては，医療で注目される遺伝子の進化的起源にも迫れるため，医学的な知見にも進化的解釈を導入しやすくなった点が挙げられる．

ゲノム / 連鎖地図 / トラフグ / メダカ / シンテニー / 養殖 / フグ / 比較ゲノム / 魚類 / 進化 / 育種 / ゲノム構造

ゲノム配列情報の農学的利用が近年盛んに試みられており、主要な穀類や家畜類のゲノム配列が解読された。一方で水産学に目を向けると、我が国の養殖対象魚類は多岐にわたることから、そのすべてにおいてゲノム配列解読を進めることは現実的ではない。ブリ類など主要養殖魚のゲノム構造を比較ゲノム法で推定するため、本研究では、トラフグと他のモデル魚類のゲノム構造を全ゲノムレベルで詳細に比較することを目指した。
○トラフグ連鎖地図に貼り付けられたゲノム配列長は合計337.1Mbとなり、全ゲノムの86%に達した。さらに、全ゲノムの72%の配列の染色体上の方向を決定できた。このゲノム地図の質(ゲノムを覆う比率)は、魚類中、メダカに次いで2番目のものとなった。
○トラフグ全ゲノムの86%の配列を利用して、ミドリフグおよびメダカのシンテニーと比較したところ、驚くほどシンテニーが類似していることが明らかとなった。これらの魚類の祖先魚は、24本のハプロイド染色体を持ち、現在の魚種に至る過程で大規模な再編成が生じたのはわずか数本の染色体のみであることが分かった。
○フグとメダカでジーンオーダーが保存されたゲノム領域を網羅的に同定した。ブリ類やマダイなど棘鰭上目に属する魚類でも、これらのゲノム領域は保存されている可能性が高いと予想された。
以上の研究から、トラフグ、ミドリフグ、メダカのゲノムを比較することで、ブリ類やマダイなどのゲノム構造を精度高く推定することが明らかとなった。

【研究協力者】
佐藤矩行	沖縄科学技術大学院大学	マリンゲノミックス	教授	(Kakenデータベース)