Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

シクリッド / 平行進化 / 祖先多型 / フェロモン / 適応進化 / 全ゲノム比較 / V1R / 適応放散 / 祖先集団多型 / フェロモン受容体 / 全ゲノム比較解析

本研究計画では「全ゲノム比較解析」に基づく適応遺伝子の網羅探索に加えて、より具体的に「唇の肥大化」に関わる平行進化メカニズム、「V1Rフェロモン受容体」による種分化、をテーマに掲げ、これらが祖先多型によって説明しうるかを検証することを目的としている。国際共同研究相手としてスイスのSeehausen博士、タンザニアのKimireiおよび Mzighani博士、そして米国のKocher博士を選定している。初年度から海外渡航が厳しい状況となったため、国際共同研究相手の諸氏とは、Zoom、メールを用いて研究内容に関する詳細な打ち合わせを進めている。Seehausen博士と推進するV1Rに関しては、全ゲノムが報告された東アフリカ産シクリッドおよび南米産シクリッドを対象に、その塩基配列を網羅的に単離することに成功し、現在は大量の配列データのアラインメントと系統樹構築をおこなっている。Kocher博士とは、ビクトリア湖産シクリッドの性決定領域決定に関わる共同研究のため、我々が採取したシクリッド野生個体のサンプルを個体情報とともに送付した。Kocher研究室にて解析は進められており、順次論文としてまとめる予定である。タンザニア水産研究所のKimirei博士とは、今年度中の野外調査の実施を目指して、時期や方法に関わる詳細を打ち合わせているところである。唇肥大化メカニズムに関わる遺伝子の探索や、前年度において論文を発表した祖先多型（SGV）に関わる研究も、データ量や解析種を増やしさらにその起源について深く議論するためのデータを集めている。

進化 / V1R / フェロモン / 脊椎動物 / フェロモン受容体 / ancV1R

我々は、シーラカンスやポリプテルスなどの古代魚から陸生哺乳類まで、ほぼ全ての脊椎動物が共有するフェロモン受容体遺伝子ancV1Rを新規に発見した。ancV1Rは系統樹上ではV1Rファミリーに属しているものの、既知V1Rが１神経細胞に１種類の遺伝子（アリル）のみ発現するのに対し、ancV1Rは鋤鼻器官の全ての神経細胞に発現するという大きな違いがある。そのためancV1Rは既知V1Rとは機能的に大きく異なっていると予想される。また、鋤鼻器官全体に発現するancV1Rは、鋤鼻器官領域の探索・特定に利用することも可能であると考えられる。本研究の目的は、① 遺伝子改変マウスを用いたancV1Rの機能解明、② 鋤鼻器官の退化とancV1Rの偽遺伝子化に関わる相関性の解析、③ ancV1Rを指標とした脊椎動物における鋤鼻器官の進化的起源の解明にある。現在のところ、2020年度においては①、②に関して有用な解析結果が得られており、②は論文化に至っている。詳細は以下に説明する。

V1R / pheromone receptor / vertebrates / evolution / 脊椎動物 / 進化 / フェロモン受容体 / 鋤鼻器官 / ancV1R / 偽遺伝子化 / ノックアウトマウス / フェロモン受容 / フェロモン

本研究において我々は115種におよぶ生物種の全ゲノム配列を網羅的に解析することで、ほぼ全ての脊椎動物が共有する唯一のフェロモン受容体遺伝子を発見した。一般的に、フェロモンやその受容体は多様性が大きく、異なる種間での共通性は極めて低いと考えられてきたのに対し、今回発見された遺伝子は、古代魚のポリプテルスからシーラカンス、そして哺乳類におよぶ広範な脊椎動物の種間において共通であるという驚くべき特徴を備えていた。これは４億年に渡る脊椎動物の進化の歴史において、この受容体が太古の祖先から高度に保存されてきたことを意味し、フェロモン受容の要となる中心的な機能を担っている可能性を示唆している。

本研究では、ほぼ全ての脊椎動物がもつフェロモン受容体遺伝子ancV1Rを発見し、その進化解析をすることで機能を推定した。そもそもフェロモン受容体はそれぞれの種に特異的であり、種間の共通性は低いと考えられていたが、ancV1Rはその予想に反し、驚くべき共通性を保持していた。この研究はこれまでのフェロモン受容体に関するいくつかの常識を覆したため、学術的価値は高い。またancV1Rが、今後の畜産動物の効率的な繁殖管理方法の開発にもつながると期待され社会的な意義も大きいと考えている。

【研究分担者】
長澤竜樹	東京工業大学	生命理工学院	助教	(Kakenデータベース)
高橋鉄美	兵庫県立大学	自然・環境科学研究所	教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
廣田順二	東京工業大学	生命理工学院	教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
廣田順二	東京工業大学	バイオ研究基盤支援総合センター	准教授	(Kakenデータベース)