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ゲノム

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1: 2018/10/06(土) 14:05:42.28 ID:CAP_USER
1細胞-1受容体ルールを破るフェロモン受容体

■要点
・種間での共通性がないというフェロモン受容体のこれまでの定説を覆す
・シルル紀の祖先から受け継いだフェロモン受容体を発見
・脊椎動物のフェロモン受容の起源や進化の解明に大きな期待

■概要
東京工業大学 生命理工学院の二階堂雅人准教授と鈴木彦有大学院生(研究当時:博士後期課程、現:日本バイオデータ)、バイオ研究基盤支援総合センターの廣田順二准教授、生命理工学院の伊藤武彦教授が中心の研究グループは、115種におよぶ生物種の全ゲノム配列を網羅的に解析して、ほぼ全ての脊椎動物が共有する極めて珍しいタイプのフェロモン受容体遺伝子を発見しました。

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ことが知られています。しかし、今回新たに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、そしてマウスなどの哺乳類におよぶ広範な脊椎動物で共通であるという驚くべき特徴を備えていました。

これは4億年に亘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現在に至るまで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ます。この発見はフェロモン受容の進化的起源の謎を解く重要な成果であり、今後はフェロモンの生理機能の解明や、様々な家畜種に共通した繁殖管理技術の開発にもつながると期待されます。

この成果は、2018年9月24日に米国の学術誌『Molecular Biology and Evolution』に掲載されました。

■研究の背景と経緯
地球上の多くの生物にとって、子孫を残すための生殖システムはもっとも重要で不可欠なものと言えます。そして、脊椎動物におけるフェロモン受容は、この生殖システムの中心的役割を果たしています。フェロモンは、ある個体が分泌し同種内の別個体が受容することで、生得的な行動や生理的変化を引き起こす化学物質のことを指します。特に同種の異性を誘引する働きがあることはよく知られています。

V1Rフェロモン受容体は、哺乳類の鋤鼻器(じょびき)[用語1]に存在する神経細胞(鋤鼻神経細胞)で発現し、様々なフェロモンを受容します。このV1R受容体は多重遺伝子族[用語2]を形成し、種間での遺伝子数やレパートリーが非常に多様であることが分かっています。異なる種間ではフェロモンやV1R受容体の種類が異なっており、このことが種に特異的な行動の誘導や、同種内のみでの繁殖を可能にしていると考えられています。また、鋤鼻器には多くの神経細胞が存在しますが、個々の神経細胞は数あるV1R遺伝子の中からただ1種類のみを選択して発現するという「1細胞-1受容体」ルール[用語3]が存在します。そして、鋤鼻器は発現するV1Rの種類によって異なる多様な個性をもった神経細胞の集団を有することになり、それが様々なフェロモンの受容や識別を可能にしています。

二階堂准教授らの研究グループは、進化生物学研究の一環として、フェロモンを介した種分化の研究を進めており、これまでにタンザニアの湖に生息する熱帯魚や霊長類、さらにはシーラカンスのV1R受容体遺伝子群の単離と進化解析を行ってきた経緯があります。今回は、研究対象種をより広範な脊椎動物に広げてゲノムの網羅解析をしたところ、以下の興味深い発見に至りました。


https://www.titech.ac.jp/news/img/news_20710_1_6mhOm4i5.png
https://www.titech.ac.jp/news/img/news_20710_2_ibNnNJ0Y.jpg

続きはソースで

https://www.titech.ac.jp/news/2018/042562.html

ダウンロード (1)


引用元: ほぼ全ての脊椎動物に共通するフェロモン受容体を発見 東京工業大学[10/05]

ほぼ全ての脊椎動物に共通するフェロモン受容体を発見 東京工業大学[10/05] の続きを読む

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1: 2018/09/28(金) 10:41:37.13 ID:CAP_USER
【9月25日 AFP】生物を死滅に導くようにプログラムする遺伝子編集ツールを用いて、マラリア媒介蚊の個体群を全滅させることに室内実験で初めて成功した。研究論文が24日、発表された。

 実験で用いられたのは、いわゆる「遺伝子ドライブ」と呼ばれる技術で、遺伝子操作で作製した形態的特徴が自然発生よりも高い割合で子孫に何世代にもわたって継承されるように、進化を強制的に導くことで機能する。

 英インペリアル・カレッジ・ロンドン(Imperial College London)の研究チームは、マラリア媒介蚊のガンビアハマダラカ(学名:Anopheles gambiae)を用いた実験で、「doublesex」として知られる遺伝子を操作し、世代を追うごとに吸血や繁殖が不可能な雌の増加を目指した。

 その結果、わずか8世代を重ねた後に雌がいなくなり、子孫を残せなくなったために個体群が崩壊した。

 論文の主執筆者で、インペリアル・カレッジ・ロンドン生命科学部のアンドレア・クリサンティ(Andrea Crisanti)教授は、「遺伝子ドライブが目的通りに機能し、何世紀にもわたって人類を苦しめてきた病気との闘いに希望を与える可能性があることを、今回の革新的な研究結果は示している」と述べた。

 2016年のマラリアの感染者数は世界で2億人以上、死者は45万人近くに上った。マラリアは依然として最も致死率の高い感染症の一つとなっている。

 遺伝子にプログラムした蚊の死滅を実験室内で誘発する試みは、同研究チームや他のグループによって過去にも行われていたが、これまでは突然変異という形の「抵抗」に遭っていた。

 研究の次段階では、熱帯環境を再現した閉鎖的な実験室の環境で、この遺伝子ドライブ技術を試験する予定だと、クリサンティ教授は話す。その一方で、「遺伝子ドライブを施した蚊を使った自然環境での試験を検討するのは、少なくとも5~10年先になる見通しだ」とも指摘している。

 今回の実験でターゲットとしたdoublesex遺伝子は、根強く「保存」されている。

続きはソースで

 他方で、米国防総省の研究機関である米国防高等研究計画局(DARPA)も、数千万ドル(数十億円)を出資している。(c)AFP/Marlowe HOOD

http://afpbb.ismcdn.jp/mwimgs/f/5/320x280/img_f5669ceb6f52f6b23559b52d843fa335124541.jpg

http://www.afpbb.com/articles/-/3190783
ダウンロード


引用元: 【遺伝子工学】遺伝子操作でマラリア蚊対策、個体群を全滅 英研究[09/25]

遺伝子操作でマラリア蚊対策、個体群を全滅 英研究の続きを読む

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1: 2018/09/25(火) 12:01:16.20 ID:CAP_USER
 遺伝子を効率よく改変できる「ゲノム編集」を人の受精卵に行う基礎研究が、日本でも来春、解禁される見通しとなった。文部科学省と厚生労働省は28日に開かれる有識者会議で、研究に関する指針案を示す。

 今回解禁されるのは、生殖補助医療に役立つ基礎研究に限られる。研究で使う受精卵は、不妊治療で使われなかった受精卵(余剰胚)だけで、遺伝子改変した受精卵を人や動物の胎内に戻すことは・・・

続きはソースで

読売新聞
https://www.yomiuri.co.jp/science/20180924-OYT1T50009.html
ダウンロード (1)


引用元: 受精卵「ゲノム編集」解禁へ…基礎研究に限定[09/24]

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1: 2018/09/18(火) 16:28:15.88 ID:CAP_USER
先天的な原因により発症する自閉症と統合失調症は、ともにゲノムコピー数変異(copy number variation:CNV)と呼ばれる遺伝子の変異に起因していることを裏付ける新たな研究結果が名古屋大学の研究チームによって発表されました。

Comparative Analyses of Copy-Number Variation in Autism Spectrum Disorder and Schizophrenia Reveal Etiological Overlap and Biological Insights: Cell Reports
https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(18)31293-2

We Just Got Even More Evidence That Autism And Schizophrenia Share Genetic Roots
https://www.sciencealert.com/overlapping-pathogenic-copy-number-variation-autism-schizophrenia-japanese-population

これまでにも、「CNVが自閉症と統合失調症に関連がある」という仮説を裏付ける証拠が研究から明らかにされていましたが、その多くは西洋人を対象にした研究にもとづくものでした。しかしその仮説は、2018年9月11日に学術論文メディアCell Reportsで発表された名古屋大学大学院の研究チームによる論文により、より確実なものとして裏付けられるに至っています。

この発表を行ったのは、名古屋大学大学院医学系研究科で精神医学を研究する尾崎紀夫教授らの研究チームです。尾崎教授らは国内の研究機関と共同で、自閉スペクトラム症と統合失調症の患者を対象にゲノムコピー数変異を全ゲノムで解析した結果、発症に関与する病的意義をもつCNV(病的CNV)と生物学的なメカニズムに関して、両疾患に重複(オーバーラップ)する部分が存在することを明らかにしました。

自閉スペクトラム症と統合失調症:2つの精神疾患における発症メカニズムのオーバーラップを発見~ゲノム医療への展開に期待~
(PDFファイル)https://www.med.nagoya-u.ac.jp/medical_J/research/pdf/Cell_R_20180912.pdf

統合失調症と自閉スペクトラム症は、精神症状による精神医学的な診断基準により異なる精神疾患として区別されていますが、最近の疫学研究から、この2疾患の病因・病態はオーバーラップしている可能性が示唆されてきました。CNVはDNAを構成するゲノムの染色体が不完全に複製されたときに生じるもので、染色体が通常とは異なって反復的に複製されてしまう状態です。反復の回数は人によって大きく異なりますが、ゲノムの10%までがCNVに分類される可能性があります。

続きはソースで

https://i.gzn.jp/img/2018/09/18/autism-schizophrenia-share-genetic-roots/snap6587.png
https://i.gzn.jp/img/2018/09/18/autism-schizophrenia-share-genetic-roots/snap6586_m.png

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180918-autism-schizophrenia-share-genetic-roots/
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引用元: 自閉症と統合失調症には同じ遺伝的ルーツがあることが名古屋大学の研究結果からより確実に[09/18]

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1: 2018/08/30(木) 13:02:13.59 ID:CAP_USER
■「ホラアナグマは現生生物のゲノムの中に生き続けている」と研究者

 10万年以上にわたって欧州とアジアを歩きまわっていたホラアナグマ(Ursus spelaeus)は、約2万5000年前に絶滅した。
おそらくは狩り、気候変動、人類との生息地の奪い合いなどによって、長い時間をかけて徐々に消えていったものと思われる。

 それ以降、この最後の冬眠から目覚めたホラアナグマは1頭もいない。だが、彼らのDNAは今も生きている。
新たな研究によって、ヒグマ(Ursus arctos)のゲノムの約0.9~2.4パーセントが、ホラアナグマに由来するものであることがわかったのだ。

 この発見は8月27日付けの学術誌「Nature Ecology and Evolution」に発表された。
絶滅した氷河期の生物の遺伝子が現代の近縁種から見つかったものとしては2例目となる。その1例目は人類だ。
アフリカ以外に暮らす人のゲノムの1.5~4パーセントが、古代のネアンデルタール人に由来することがわかっている。
ホ◯・サピエンスとネアンデルタール人が異種交配をしていたためだ。

「ホラアナグマが絶滅したというのは、どのような観点から見ても事実ですが、彼らの遺伝子が消え去ったわけではありません。
ホラアナグマは現生生物のゲノムの中に生き続けているからです」と、論文の主執筆者のひとりで、ドイツ、ポツダム大学の博士研究員アクセル・バーロウ氏は言う。

 また同論文では、動物たちの中には、異種交配を繰り返している種がいると指摘されている。例えばヤクとチベットのウシのDNAには異種交配の痕跡が見られる。
同様の現象は、数百万年前に別種となったブタの仲間同士でも見られるという。数は少ないが、ヒグマとホッキョクグマが交配をしたケースもある。
さらには先日、ネアンデルタール人とデニソワ人の間に生まれた娘の骨が発見されたとの発表があった。これは古代人類の間で、異種交配が広く行われていたことを示唆する一例だ。

「種の生殖がその種の中だけで行われていて、ほかの種とはまったく関係ないというのは古い概念です」と語るのは、米カリフォルニア大学バークレー校の遺伝学者、ラスマス・ニールセン氏だ。
「この論文は、そうした世界観は誤りであると主張してきたいくつもの研究のひとつです」

続きはソースで

https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/082900379/01.jpg

ナショナルジオグラフィック日本版サイト
https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/082900379/
ダウンロード (4)


引用元: 【動物】氷河期の絶滅クマ(ホラアナグマ)のDNA、ヒグマで発見、異種交配していた[08/30]

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1: 2018/08/28(火) 15:47:53.90 ID:CAP_USER
今日は自閉症の遺伝子研究の解説も兼ねて、スペインからの論文を紹介したい。一般の人には難しい箇所も多いと思うが、ぜひ紹介したい重要な論文なので、なんとか読破してほしいと願っている。

■自閉症遺伝子研究の難しさ

自閉症スペクトラム(ASD)は、一卵性双生児間での発症一致率が高いことから、遺伝的要因が高いと考えられている。しかし病気のゲノム研究が進むにつれ、何か特定の遺伝子がASDの発症を促すというケースはまれで、遺伝性はあっても、たくさんの遺伝子が様々な程度に複雑に絡み合って出来上がった脳の状態であることがわかってきた。こうしてASDリスク遺伝子としてリストされた遺伝子は今や100以上になっている。

もちろんASDの原因として単一の遺伝子変異を特定できる場合もある。しかしこの場合も、特定の分子の変異が多くのASDリスク遺伝子の表現に影響を及ぼし症状が出ることが普通だ。

一般の方は、遺伝子変異による病気というと、例えば凝固因子遺伝子の変異で、血液が固まりにくくなる血友病のようなケースを想像されると思うが、実際にはこのように多くのリスク分子の表現が絡み合っている遺伝性の病気も数多くある。

■突発性のASD研究の難しさ

このように、ASD発症の原因として一つの遺伝子変異が特定される場合もあるが、ASDの大半は遺伝性はあっても、その遺伝子変異を特定することが難しい。医学ではこのような場合を突発性と呼んでいる。原因遺伝子が特定できる場合でも、また突発性でも、ASDは、1)社会性の低下、2)言語発達の遅れ、3)反復行動、など共通の症状を示すことから、突発性のASDの背景に、多様ではあっても共通の分子メカニズムが存在していると予想できる。しかし研究の攻め口が見つからず、分子メカニズムの研究は難航していた。

■自閉症関連遺伝子を調節する分子 CPEB4の発見

今日紹介するスペインのオチョア分子生物学研究所からの論文は、突発性ASD患者さんに共通に存在する分子レベルの手がかりを見つけることに成功した画期的研究で、昨日発行のNatureに発表された(Parras et al, Autism-like phenotype and risk gene mRNA deadenylation by CPEB4 missplicing (CPEB4のスプライス異常による自閉症様形質とリスク遺伝子mRNAの脱アデニル化), Nature 560:441-446, 2018)。

あらゆる詳細をすっ飛ばして、この研究の発見を一言で表現すると「突発性のASDでは短いCPBE4分子の割合が多く、その結果多くのASDリスク遺伝子の発現がまとまって低下してしまう」になる。しかし医学研究者でもこれを聞かされただけでは、なんのことかわからないと思うので、できるだけわかりやすく解説してみよう。

■CPEB4とはどんな分子か?

遺伝子(DNA)から読み出されるmRNAには、タンパク質を作る工場、リボゾームと結合するためのアデニンの繰り返すPoly-A tailが付いている。CPEB4はこのpoly-A tailから少し離れた場所に結合して、poly-A tailの長さを調節する起点となる働きを持っている。もしpoly-A tailが削られてしまうと、リボゾームにmRNAを届けられず、タンパク質の合成が低下することになる。これまでの研究で、CPEB4は神経細胞間の連結部位、シナプスでの神経伝達の強さを調節するタンパク質の合成を調節し、学習や記憶に重要な働きをすることがわかっている。

続きはソースで

https://rpr.c.yimg.jp/im_siggsH2j0lVt5nt7e4oNsRgGOw---x800-n1/amd/20180824-00094130-roupeiro-000-10-view.jpg
https://news.yahoo.co.jp/byline/nishikawashinichi/20180824-00094130/
ダウンロード


引用元: 自閉症の科学 注目すべき自閉症の遺伝子研究[08/24]

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