How speciation occurs - Demonstration of assortative mating via polymorphism of pheromone receptor

物种形成是如何发生的 - 通过信息素受体多态性演示选型交配

• 批准号: 22KJ1319
• 负责人: 河村 理輝
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1319/
• 关键词: シクリッド; フェロモン; 尿; 鋤鼻受容体; 種分化

東アフリカの三大湖に生息する熱帯魚シクリッドは顕著な適応放散によって多種多様な種に分化したことで知られている。シクリッドの多くの種を分ける上で同種とだけ交配する選択的交配は重要である、定説では体色や視覚がこれに大きく寄与していると考えられてきた。本研究ではこれまで見過ごされてきた嗅覚とフェロモンに着目し、特に大きく配列の異なる2種類のアリルが存在する1型鋤鼻受容体V1R2に基づく選択的交配の可能性を検証する。まずシクリッドにおいて嗅覚受容体のリガンド応答を評価するため、c-fosアッセイによる評価系を立ち上げた。さらにこの評価系を用いてシクリッド特異的に重複した嗅覚受容体でリガンド分化し、より多くの匂いを認識できるようになった可能性を示唆した。これらの結果は査読付き論文にて公表した。また、V1R2受容体の2種類のアリル、cladeⅠとcladeⅡが異なるリガンドを受容する可能性を検証するため、c-fosアッセイを用いて、リガンド候補物質である複数のチロシン代謝産物に対するリガンド応答性を評価した。その結果、cladeⅠとcladeⅡとでは異なるリガンド選択性を持つことを明らかにした。さらにシクリッドから直接的に尿を採取する手法を確立し、c-fosアッセイを用いてシクリッドの尿中にV1R2受容体のリガンドが含まれる可能性を示唆した。さらにLC-MS/MS解析によってV1R2受容体のアゴニストの一つである3-ヒドロキシフェニル酢酸が尿中に高濃度で存在することを明らかにした。これは3HPAAがV1R2受容体のリガンドであること示唆している。今後尿中のリガンド含有量の動態や、リガンド暴露に対する行動解析、尿中ホルモン解析を実施することでV1R2受容体の昨日を明らかにしていく。また、尿中のcladeⅡ型のリガンドの含有についても検証する。

众所周知，生活在东非三个大湖区的热带鱼丽鱼科鱼通过大量的自适应辐射分化为各种各样的物种。选择性交配仅与同一物种交叉，在分离许多胶合物中很重要，并且理论是身体的色彩和视力对此产生了重大贡献。这项研究的重点是被忽略的气味和信息素的感觉，并根据1型空隙鼻受体V1R2研究了选择性交配的可能性，其中存在两种具有较大序列的等位基因。首先，启动了一个C-FOS测定系统，以评估酸毛虫中嗅觉受体的配体反应。此外，该评估系统表明，与丽鱼科特异性重叠嗅觉受体的配体分化可能会导致对气味的更多识别。这些结果发表在同行评审的论文中。此外，为了验证两个V1R2受体等位基因I和进化枝II接受不同的配体的可能性，使用C-FOS测定法来评估对多个酪氨酸代谢物的配体反应性，这是候选配体。结果，揭示了进化枝I和进化枝II具有不同的配体选择性。此外，还建立了一种直接从酸毛虫收集尿液的方法，并使用C-FOS测定法表明，V1R2受体的配体可能包含在Cichlids的尿液中。此外，LC-MS/MS分析表明，3-羟基苯基乙酸是V1R2受体的激动剂之一，以高浓度存在于尿液中。这表明3HPAA是V1R2受体的配体。将来，我们将通过在尿液中进行配体含量的动力学，配体暴露的行为分析和尿激素分析来阐明昨天的V1R2受体。此外，将验证尿液中的进化枝II型配体的含量。

项目成果

c-fos expression in the olfactory epithelium of the East African cichlid (Haplochromis chilotes) in response to odorant exposure

东非丽鱼科鱼（Haplochromis chilotes）嗅觉上皮细胞中 c-fos 表达对气味暴露的反应

• DOI: 10.1242/jeb.244737
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Experimental Biology
• 影响因子: 2.8
• 作者: Kawamura Riki;Nikaido Masato
• 通讯作者: Nikaido Masato

東アフリカ産シクリッドのV1R2受容体のリガンド分化

东非慈鲷 V1R2 受体的配体分化

• 发表时间: 2023
• 作者: Vu Trieu-Duc;Iwasaki Yuki;Oshima Kenshiro;Chiu Ming-Tzu;Nikaido Masato;Okada Norihiro;Hoso Masaki;河村理輝，二階堂雅人
• 通讯作者: 河村理輝，二階堂雅人