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

使用直系同源基因组进行嗅觉受体基因的基因组进化分析以及与环境因素的相关性

基本信息

批准号：
18K06359
负责人：
新村芳人
金额：
$ 2.83万
依托单位：
University of Miyazaki (2021-2022)The University of Tokyo (2018-2020)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

2022年度は、以下の研究実績を得た。霊長類は優れた視覚をもつが、嗅覚は他の哺乳類に比べて退化している。また、イルカは聴覚（反響定位）をもちいて獲物を探すことができるが、味覚・嗅覚などの化学感覚は退化している。このように、進化の過程で異なる感覚間でトレード・オフが起きることが知られている。では、嗅覚・味覚・フェロモンという化学感覚同士では、このようなトレード・オフは起きるのだろうか？このことを調べるため、齧歯類のヤマアラシ亜目を用いて解析を行った。マアラシ亜目は生態的・形態的に多様であることに加え、嗅覚・味覚・フェロモンの受容体遺伝子数が多く、本解析に最適である。全ゲノム配列が利用可能な17種のヤマアラシ亜目に対し、嗅覚・味覚・フェロモンの受容体であるOR, T2R, V1Rの同定を行った。そして、17種間でオーソログ遺伝子群を同定し、ヤマアラシ亜目の進化過程における遺伝子の増減数を推定した。その結果、嗅覚・味覚・フェロモン三者の受容体遺伝子は、増減が同調していることが明らかになった。すなわち、化学感覚間においては、感覚のトレード・オフが起きるのではなく、同調して進化している。また、遺伝子の増減の速度は、V1R遺伝子が最も速く、次いでOR遺伝子、最も遅いのがT2R遺伝子であった。この結果は、種特異的なフェロモン、生育環境に依存する匂い物質、そして生物間で共通した毒物（苦味物質）という三者のリガンドの違いを反映していると考えられる。以上の結果を論文にまとめ、国際誌に投稿した。現在リバイズ中である。

2022年，我们获得了以下研究成果。灵长类动物拥有出色的视力，但与其他哺乳动物相比，它们的嗅觉却退化了。此外，海豚可以利用听觉（回声定位）来定位猎物，但它们的味觉和嗅觉等化学感官已经退化。众所周知，在进化过程中不同感官之间会发生权衡。那么，嗅觉、味觉和信息素等化学感觉之间是否存在这种权衡呢？为了研究这一点，我们使用啮齿动物豪猪亚目进行了分析。除了生态和形态上的多样性之外，莫拉亚目还具有大量嗅觉、味觉和信息素受体基因，使其成为这种分析的理想选择。我们鉴定了 17 个豪猪亚目物种的嗅觉、味觉和信息素受体 OR、T2R 和 V1R，这些物种的完整基因组序列是可用的。他们鉴定了 17 个物种的直系同源基因组，并估计了豪猪亚目进化过程中增加或减少的基因数量。结果显示，嗅觉、味觉和信息素的受体基因同步增加和减少。换句话说，化学感官不会经历感官权衡，而是同步进化。此外，基因增减速率最快的是V1R基因，其次是OR基因，最慢的是T2R基因。这一结果被认为反映了三种配体的差异：物种特异性信息素、取决于生长环境的气味剂以及生物体中常见的毒物（苦味物质）。上述结果总结成一篇论文并提交给国际期刊。目前正在修订中。

项目成果

期刊论文数量（50）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Structural model for ligand binding and channel opening of an insect gustatory receptor.

DOI：
10.1016/j.jbc.2022.102573
发表时间：
2022-11
期刊：
JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
影响因子：
4.8
作者：
Morinaga, Satoshi;Nagata, Koji;Ihara, Sayoko;Yumita, Tomohiro;Niimura, Yoshihito;Sato, Koji;Touhara, Kazushige
通讯作者：
Touhara, Kazushige

A structural model for the channel pore and a ligand binding site of an insect gustatory receptor

昆虫味觉受体的通道孔和配体结合位点的结构模型

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Satoshi Morinaga;Koji Nagata;Sayoko Ihara;Yoshihito Niimura;Koji Sato;Kazushige Touhara
通讯作者：
Kazushige Touhara

Divergent evolution of olfactory receptor repertoire in New and Old World primates revealed by target capture and massive-parallel sequencing

通过目标捕获和大规模并行测序揭示新旧世界灵长类动物嗅觉受体库的不同进化

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ryuichi Ashino;Yoshihito Niimura;Kazushige Touhara;Amanda D. Melin;Shoji Kawamura
通讯作者：
Shoji Kawamura

Genetic variation of olfactory receptor repertoire across human populations

人类嗅觉受体库的遗传变异

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Akhtar;M. S.;Ashino;R.;Niimura;Y. Touhara;K.;Melin;A. D.;and Kawamura;S.
通讯作者：
S.

グルメなサル，鼻の利かないサル

美食猴子，讨厌猴子

DOI：
10.14894/faruawpsj.57.3_185
发表时间：
2021
期刊：
Farumashia
影响因子：
0
作者：
Akhtar;M. S.;Ashino;R.;Oota;H.;Ishida;H.;Niimura;Y.;Touhara;K.;Melin;A. D. and Kawamura;S.;新村芳人
通讯作者：
新村芳人