CONTENTS DNA Enterococcus mundtii QU host defense peptide

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2 CONTENTS DNA Enterococcus mundtii QU host defense peptide

3 生 命 科 学 と 情 報 科 学 の 融 合 による 農 学 研 究 の 拠 点 形 成 採 択 と 共 同 利 用 共 同 研 究 拠 点 として 第 2 期 ゲノムセンター 始 動 東 京 農 業 大 学 生 物 資 源 ゲノム 解 析 センターは 平 成 20 年 度 に 採 択 された 文 部 科 学 省 私 立 大 学 戦 略 的 研 究 基 盤 形 成 支 援 事 業 により 設 置 されま した 当 時 登 場 間 もない 次 世 代 シーケンサー を 導 入 し 以 来 5 年 間 にわたり 数 多 くの 実 績 を 残 してきました 今 年 度 それらの 実 績 を 踏 ま え 生 命 科 学 と 情 報 科 学 の 融 合 による 農 学 研 究 の 拠 点 形 成 というあらたなテーマで 再 度 同 支 援 事 業 に 採 択 されました これまでの 5 年 間 では 酒 米 在 来 牛 を 柱 に 微 生 物 から 動 植 物 までゲノム 解 析 を 中 心 に 成 果 を 挙 げてきました その 間 次 世 代 シーケンサーの 改 良 も 進 み 性 能 が 大 きく 向 上 しました またゲノム 解 析 以 外 に RNA-seq や ChIP-seq メチローム 解 析 といっ た 各 種 実 験 手 法 も 登 場 し 幅 広 く 研 究 に 使 われ るようになってきています そこで 第 2 期 プ ロジェクトでは 生 殖 機 能 制 御 エピジェネティ クスによる 機 能 制 御 環 境 適 応 機 構 の 制 御 生 物 の 形 態 の 制 御 生 物 機 能 の 食 資 源 生 産 への 応 用 ゲノム 情 報 の 保 全 と 進 化 科 学 の 6 つの 分 野 について 次 世 代 シーケンサーを 活 用 すること を 目 指 しています 次 世 代 シーケンサーの 運 用 においては ビッグデータとも 言 われる 大 量 の データが 生 成 されます インフォマティクス 解 析 による 情 報 を 効 果 的 に 組 み 入 れることで 農 学 分 野 における 生 物 機 能 の 解 析 をより 加 速 展 開 させることを 目 指 しています さらに 本 年 度 より 本 センターが 文 部 科 学 省 より 生 物 資 源 ゲノム 解 析 拠 点 として 共 同 利 用 共 同 研 究 拠 点 に 認 定 されました こちらも 今 までの 実 績 を 踏 まえ 農 学 分 野 における 次 世 代 シーケンサーを 利 用 した 共 同 研 究 を 行 います 医 学 分 野 では 遺 伝 情 報 と 病 気 との 相 関 解 析 や 創 薬 治 療 への 応 用 に 結 びつけるためのツールと して 装 置 の 利 用 が 急 速 に 普 及 しています また 解 析 対 象 もほぼヒトに 限 られています 一 方 農 学 分 野 では 微 生 物 から 動 物 植 物 昆 虫 魚 類 などあらゆる 生 物 を 研 究 対 象 としています そのため 非 モデル 生 物 と 言 われるような ゲノ ム 情 報 に 乏 しい 生 物 が 研 究 対 象 となっているこ とも 多 くみられます このことからも 遺 伝 情 報 をもとに 生 物 機 能 を 解 析 するためには 農 学 分 野 においても 次 世 代 シーケンサーの 利 用 が 非 常 に 有 用 かつ 不 可 欠 であると 言 えるでしょう 一 方 で 次 世 代 シーケンサーは 本 体 ランニン グコスト 解 析 とすべてにわたりコストがかか るため 個 々の 研 究 者 が 導 入 するのは 現 実 的 で はありません そこで 本 センターとの 共 同 研 究 により 次 世 代 シーケンサーを 利 用 した 実 験 へのアクセスが 容 易 となり あらたな 展 開 を 切 り 開 くことが 期 待 されます また 本 ゲノムセ ンターが 農 学 領 域 におけるゲノム 解 析 の 拠 点 と して 機 能 することで 研 究 者 コミュニティーの 活 性 化 に 寄 与 することを 目 指 しています 本 センターでは 次 世 代 シーケンサーとして G e n o m e A n a l y z e r I I を 導 入 し て 以 来 H i S e q 2500 の 導 入 でスループットの 向 上 をはかり 今 年 度 はリード 長 の 確 保 などを 目 的 とし MiSeq の 導 入 を 行 いました また データ 解 析 用 の 計 算 機 データサーバーも 継 続 的 に 増 設 しています 技 術 進 展 の 早 いこの 分 野 において 今 後 も up to date な 体 制 による 研 究 推 進 をおこない 東 京 農 業 大 学 が 農 学 ゲノム 解 析 の 拠 点 となることを 目 指 していきます 生 物 資 源 ゲノム 解 析 センター 長 矢 嶋 俊 介 4

4 生 物 資 源 ゲノム 解 析 センターの 運 用 実 績 東 京 農 業 大 学 生 物 資 源 ゲノム 解 析 センターは 文 部 科 学 省 の 平 成 20 年 度 私 立 大 学 戦 略 的 研 究 基 盤 形 成 支 援 事 業 として 採 択 された 革 新 的 ゲノム 情 報 解 析 を 用 いた 生 物 資 源 ゲノム 解 析 と 農 学 新 領 域 の 創 出 プロジェクトの 一 環 として 東 京 農 業 大 学 の 全 学 組 織 として 新 設 され 動 植 物 から 微 生 物 まで 農 学 分 野 を 中 心 とするゲノム 解 析 の 研 究 を 推 進 してきま した 主 な 業 績 として 世 界 で 初 めて 在 来 牛 酒 米 のゲノム 情 報 を 明 らかにするなど めざましい 成 果 をあげました またこれらの 実 績 が 高 い 評 価 を 受 け 平 成 25 年 から 文 部 科 学 省 の 私 立 大 学 戦 略 的 研 究 基 盤 形 成 支 援 事 業 への 採 択 および 共 同 利 用 共 同 研 究 拠 点 に 認 可 されました 生 物 資 源 ゲノム 解 析 センターには Illumina 社 の ゲノム 解 析 装 置 が 4 台 設 置 され 装 置 のオペレー ターならびに 情 報 解 析 や 個 別 テーマの 研 究 に 関 わる 研 究 員 が 常 勤 スタッフとして 活 動 しています 当 センターは 東 京 農 業 大 学 の 世 田 谷 キャンパスに 設 置 され 運 営 に 当 たっては 総 合 研 究 所 の 支 援 の もと センター 長 以 下 世 田 谷 厚 木 オホーツク 各 キャンパス 所 属 の 教 員 さらに 学 外 の 専 門 家 によ る 管 理 運 営 委 員 会 を 設 置 して 行 なっています 解 析 課 題 については センターの 主 要 課 題 の 他 に 学 内 および 学 外 ともに 農 学 分 野 を 中 心 とする 新 しい 研 究 領 域 の 開 拓 をめざし 取 り 組 んでいます 過 去 のプロジェクトで 用 いた Illumina 社 の Genome Analyzer Ⅱx および HiSeq2500 を 運 用 し 平 成 26 年 1 月 からさらに 高 速 かつ 長 い 塩 基 配 列 を 解 読 できる Illumina 社 の MiSeq を 2 台 運 用 していま す これら 4 台 の 次 世 代 シーケンサーから 排 出 さ れる 膨 大 な 塩 基 配 列 情 報 を 処 理 するために 情 報 解 析 システムの 増 強 を 数 回 にわたって 行 ないました 最 終 的 に 9 台 総 メモリ 容 量 3.2 TB 総 ディスク 容 量 464 TB のスペックまで 拡 張 し 増 え 続 ける データ 量 に 対 応 しています 塩 基 配 列 を 解 読 するサンプル 数 は 年 々 増 加 し 平 成 26 年 1 月 現 在 で 約 2,600 を 超 えるサンプル 数 をシーケンスしてきました( 図 1) 1 その 内 訳 として マウス ラット 昆 虫 などの 動 物 が 536 サンプル ダイコン シロイヌナズナ イネなどの 植 物 が 156 サンプル 残 りは 微 生 物 の サンプルです これらのシーケンスデータは RNA-seq 解 析 ( 遺 伝 子 発 現 量 の 解 析 )やリシーケンス 解 析 ( 変 異 解 析 や 近 縁 種 のゲノム 解 析 )を 中 心 に de novo 解 析 (ゲノム 未 知 種 の 配 列 決 定 )など 様 々な 解 析 に 使 わ れています( 図 2) 2 また 解 析 されたデータは 国 立 遺 伝 学 研 究 所 の データベース(DDBJ DRA)に 登 録 を 行 ないます が 平 成 26 年 2 月 時 点 で 未 公 開 のデータを 含 め 36 の 研 究 内 容 154 サンプルを 登 録 しています 石 毛 太 一 郎 ( 生 物 資 源 ゲノム 解 析 センター) 小 菅 是 子 ( 生 物 資 源 ゲノム 解 析 センター) 5

5 次 世 代 シーケンサーを 用 いた 生 殖 細 胞 系 列 の 網 羅 的 DNA メチローム 解 析 次 世 代 シーケンサーの 登 場 とエピゲノム 解 析 生 物 の 個 体 を 構 成 する 細 胞 ( 成 人 の 体 は 60 兆 個 の 細 胞 からなる)は もともと 一 つの 受 精 卵 の 細 胞 分 裂 から 生 じているにもかかわらず その 役 割 に 応 じた 形 態 性 質 に 大 きな 差 があります すべての 細 胞 が 同 じ DNA の 塩 基 配 列 情 報 つまりゲノムを 持 つにもかかわらず 細 胞 分 化 により 性 質 の 差 が 生 じ るのは エピジェネティクスと 呼 ばれる DNA 塩 基 配 列 を 変 えることなく 遺 伝 子 の 働 きを 決 めるし くみ によるものです DNA のメチル 化 ( 図 1) や DNA が 巻 き 付 いているヒストン 蛋 白 質 の 様 々 な 化 学 修 飾 (メチル 化 アセチル 化 )などがエピ ジェネティクスの 代 表 例 として 知 られており 次 世 代 シーケンサーの 登 場 によって 現 在 ではゲノムワ イドなエピジェネティクス 情 報 のプロファイリング が 可 能 となりました このような 細 胞 種 ごとに 特 定 されたエピジェネティクス 情 報 の 総 体 を エピゲノ ム と 呼 び ポストゲノム 時 代 の 生 命 科 学 における 最 も 重 要 な 研 究 として 注 目 されています メチル 化 がダイナミックに 変 化 することが 知 られて おり 内 在 性 レトロウィルスの 抑 制 や ゲノムイン プリントの 確 立 など 正 常 な 生 殖 細 胞 の 形 成 に 不 可 欠 な 役 割 を 果 たします 本 センターでは 次 世 代 シー ケンサーを 用 いてマウス 全 ゲノムレベルでの DNA メチル 化 を 解 析 することに 成 功 し 作 製 された DNA メチロームマップの 解 析 により 数 多 くの 生 殖 細 胞 間 メチル 化 差 異 領 域 の 同 定 と Gene-body メ チル 化 とゲノムワイドな 転 写 との 間 の 有 意 な 相 関 を 証 明 することができました( 図 3) またメチル 化 差 異 領 域 より 転 写 される 新 型 非 コード RNA 遺 伝 子 を 同 定 することにも 成 功 し ゲノムインプリント 確 立 のキーとなる 新 たなパラダイムを 得 ることができ ました さらに 精 子 卵 子 の 起 源 となる 始 原 生 殖 細 胞 のメチル 化 プロファイリングを 行 い マウス 生 殖 細 胞 の 包 括 的 な DNA メチロームマップ(ゲノム 広 範 囲 にプロファイリングされた DNA メチル 化 情 報 )の 作 製 に 成 功 しました( 図 3) 全 ゲノム DNA メチローム 解 析 が 可 能 となったことにより 染 色 体 特 異 的 かつ 性 特 異 的 なメチル 化 リプログラミング 機 構 を 明 らかにすることができました 精 子 卵 子 が 形 成 される 過 程 における DNA メチル 化 の 詳 細 な 確 立 機 構 と 役 割 を 明 らかにすることは 生 殖 細 胞 の 新 たな 評 価 基 準 を 設 ける 上 でも 重 要 なステップといえ ます 1 DNA 生 殖 細 胞 と DNA メチローム 解 析 DNA メチル 化 とは シトシン 塩 基 5 位 の 炭 素 に メチル 基 が 付 加 される 現 象 で 細 胞 機 能 を 調 整 する 重 要 なエピジェネティック 機 構 として 生 命 現 象 に 深 く 関 与 することが 知 られています 人 間 を 含 む 哺 乳 類 の 生 殖 細 胞 ( 図 2)が 形 成 される 過 程 で DNA 2 6

6 3 DNA DNA メチロームマップの 比 較 と 今 後 の 展 望 本 センターでの 生 殖 細 胞 の DNA メチロームマッ ピングには 全 ゲノムバイサルファイトシークエン ス(Whole-Genome Bisulfite Sequencing: WGBS) を 採 用 し 解 析 をすすめてきました WGBS はゲ ノム 包 括 的 に 解 析 を 進 めることができるパワフルな ツールであると 同 時 に 多 くのリード 配 列 を 必 要 と する 高 コストな 解 析 です 現 在 我 々はゲノムワイ ドなターゲットメチロームシークエンス(Target Methylome Sequencing: TMS)による 効 率 的 な 準 包 括 的 メチローム 解 析 の 確 立 に 取 り 組 んでいます( 図 4) TMS 法 によるゲノム 中 の 解 析 対 象 は 高 CpG 密 度 領 域 に 限 定 したグローバル 解 析 法 である Redused Representation Bisulfite Sequencing 法 (RRBS)よりも 多 くの 重 要 領 域 をカバーしつつ シーケンスの 低 コスト 化 を 実 現 できます WGBS では 難 しい 多 検 体 解 析 も 可 能 であり DNA メチ ローム 解 析 のすそ 野 を 広 げる 画 期 的 な 手 法 となるこ とが 期 待 されます 日 本 には 同 様 の 解 析 を 十 分 にで きる 環 境 がまだ 少 なく このような 解 析 法 の 開 発 と 普 及 は 生 殖 細 胞 だけではなく 初 期 腫 瘍 や 特 定 部 位 の 細 胞 などの 解 析 が 極 めて 困 難 な 検 体 の 解 析 にも 貢 献 するでしょう 注 ) この 研 究 は 東 京 農 業 大 学 が 基 盤 研 究 (S) 補 助 金 の 支 援 により 実 施 されました 4 DNA 小 林 久 人 ( 生 物 資 源 ゲノム 解 析 センター) 河 野 友 宏 ( 応 用 生 物 科 学 部 バイオサイエンス 学 科 ) 7

7 ニワトリの 就 巣 行 動 発 現 制 御 遺 伝 子 の 特 定 ニワトリの 就 巣 性 毎 日 の 食 卓 に 欠 かせない 卵 この 卵 を 効 率 よく 生 産 するため ニワトリは 度 重 なる 品 種 改 良 を 経 てき ました もともと 野 生 のニワトリは 数 個 から 10 個 前 後 の 卵 を 産 むと 巣 の 中 でそれを 温 めます( 抱 卵 ) 母 親 は 産 卵 期 が 終 了 し 抱 卵 期 に 入 ると 1 日 のほと んどを 抱 卵 に 費 やし ヒヨコが 孵 化 すると 子 育 てを 行 います( 育 雛 ) これらの 行 動 を 引 き 起 こす 性 質 を 就 巣 性 とよび この 間 ニワトリは 卵 を 産 みませ ん 経 済 的 に 効 率 よく 卵 を 得 るためには 就 巣 性 は 不 利 益 な 性 質 であり この 性 質 を 排 除 するように 長 年 にわたって 選 抜 淘 汰 がすすめられた 結 果 白 色 レグ ホーンのような 全 く 就 巣 性 を 持 たずに 年 間 300 個 以 上 の 卵 を 産 むような 卵 用 鶏 種 が 作 出 されました 就 巣 性 の 発 現 機 構 については 研 究 がすすめられ 現 在 では 脳 下 垂 体 前 葉 から 分 泌 されるプロラクチン というホルモンが 就 巣 行 動 を 発 現 継 続 させ その プロラクチンの 分 泌 を 調 節 している 内 分 泌 機 構 もあ る 程 度 解 明 されてきました しかし 今 のところ 就 巣 行 動 の 発 現 機 構 を 制 御 している 遺 伝 子 は 特 定 されて いません 卵 用 鶏 種 からの 就 巣 性 の 排 除 は 産 卵 成 績 と 就 巣 行 動 の 発 現 状 況 の 記 録 による 育 種 選 抜 の 成 果 であり 従 って 卵 用 鶏 種 以 外 の 鶏 種 や 肉 用 と して 改 良 されてきたシチメンチョウなどでは 就 巣 性 はまだ 完 全 に 排 除 されていません それらの 生 産 性 をさらに 向 上 させるためには 就 巣 行 動 の 発 現 機 構 を 制 御 している 遺 伝 子 を 特 定 し 効 率 的 に 就 巣 性 を 排 除 する 事 が 必 要 です ニワトリの 比 較 ゲノム 解 析 ニワトリゲノムの 解 読 は 2004 年 セキショクヤ ケイにおいて 報 告 されています このデータをもと に 本 研 究 では ニワトリが 持 つ 就 巣 性 に 関 わる 遺 伝 子 の 特 定 を 目 的 に 就 巣 形 質 が 完 全 に 排 除 された 白 色 レグホーン 種 と 強 い 就 巣 形 質 を 示 す 烏 骨 鶏 を 用 い て 比 較 ゲノム 解 析 を 行 っています( 図 1) まず セキショクヤケイのゲノムデータをリファ レンスとして 白 色 レグホーンの 配 列 をマッピング し リファレンス 更 新 を 繰 り 返 してゲノム 配 列 を 作 1 成 しました 得 られたゲノム 配 列 に 烏 骨 鶏 の 配 列 を マッピングし このデータをもとに 白 色 レグホーン と 烏 骨 鶏 で 比 較 した 結 果 約 200 万 の 違 い(1 塩 基 多 型 :SNP)がみつかり 白 色 レグホーンと 烏 骨 鶏 の ゲノムは 0.22% の 違 いがあることがわかりました 同 定 した SNP のうち 8 割 以 上 は 遺 伝 子 のない 領 域 に 存 在 していましたが 遺 伝 子 上 にある SNP も 33 万 ほど 見 つかりました そのうちアミノ 酸 を 置 換 するような( 非 同 義 置 換 )SNP は 9197 あり 2754 の 遺 伝 子 に 存 在 していました アミノ 酸 置 換 を 起 こす SNP はアミノ 酸 が 構 成 するたんぱく 質 の 機 能 に 影 響 を 及 ぼし 形 質 の 違 いに 結 び 付 く 可 能 性 があります このような 変 異 を 持 つ 遺 伝 子 には 免 疫 やタンパク 質 結 合 胚 発 生 や 恒 常 性 に 関 わるものが 多 いこともわかりました 同 定 された SNP は 白 色 レグホーンと 烏 骨 鶏 の 品 種 間 の 違 いを 表 すものと 考 えられ 今 後 これらの 中 から 就 巣 性 に 関 わる 変 異 や 遺 伝 子 を 絞 り 込 んでいく 予 定 です また 岐 阜 地 鶏 など 他 の 品 種 との 比 較 を すすめ 就 巣 性 を 保 持 する 品 種 に 共 通 する SNP に 注 目 し それらがどんな 遺 伝 子 の 上 にあるのか 調 べ る 予 定 です 就 巣 行 動 の 発 現 機 構 を 明 らかにするこ とで 就 巣 性 が 排 除 されていない 鶏 種 からその 性 質 を 排 除 することが 可 能 になり 効 率 的 な 家 禽 の 生 産 性 に 貢 献 することが 期 待 されます 本 研 究 課 題 は 学 内 公 募 により 農 学 部 畜 産 学 科 桑 山 岳 人 先 生 麻 布 大 学 との 共 同 研 究 として 実 施 され ています 川 原 玲 香 ( 生 物 資 源 ゲノム 解 析 センター) 神 作 宣 男 ( 麻 布 大 学 ) 河 野 友 宏 ( 生 物 資 源 ゲノム 解 析 センター) 桑 山 岳 人 ( 農 学 部 畜 産 学 科 ) 8

8 キシロース 代 謝 能 を 持 つ 乳 酸 菌 Enterococcus mundtii QU 25 の 全 ゲノム 解 読 近 年 微 生 物 を 利 用 したバイオマス 物 質 生 産 が 非 常 に 注 目 されています 特 にセルロースなどの 木 質 系 バイオマスの 有 効 利 用 法 の 確 立 は この 分 野 にお ける 大 きな 課 題 の 一 つです しかし セルロースや ヘミセルロースを 直 接 原 料 糖 としてバイオマスに 利 用 することは 困 難 であるため 次 善 の 策 として ヘミセルロースを 加 水 分 解 した 後 に 生 成 するキシ ロースを 代 謝 できる 微 生 物 の 探 索 とそれを 利 用 した 有 用 物 質 生 産 系 の 確 立 が 求 められています バイオマス 物 質 生 産 に 有 利 な 乳 酸 菌 の 条 件 乳 酸 菌 とは 代 謝 により 乳 酸 を 生 成 する 細 菌 類 の 総 称 で 非 常 に 多 数 の 細 菌 属 を 含 んでいます ま た 乳 酸 は ポリマー 化 させてポリ 乳 酸 にすること で 生 分 解 性 プラスチックとしても 利 用 可 能 な 有 用 物 質 です これまで キシロースから 高 効 率 収 率 で L- 乳 酸 を 生 産 する 産 業 微 生 物 で 次 の 6 つの 条 件 を 満 足 する 菌 は 今 まで 見 つかっていませんでした (1) 生 産 する 乳 酸 が 光 学 活 性 体 である (2) 副 産 物 が 少 ない (3) 乳 酸 の 生 産 速 度 が 速 い (4) 生 産 する 乳 酸 濃 度 が 高 い (5) 基 質 や 代 謝 産 物 による 代 謝 阻 害 が 低 い (6) 耐 熱 性 である 今 回 九 州 大 学 などとの 共 同 研 究 により 全 ゲノム 解 読 に 成 功 し た 乳 酸 菌 Enterococcus mundtii QU 25 株 は 上 記 の 条 件 を 満 たす 唯 一 の 微 生 物 です しかし そのゲノ ム 配 列 はこれまで 解 読 されていなかったため どの ような 代 謝 酵 素 群 を 持 っているのか 不 明 でした 1 Enterococcus mundtii QU 25 酵 素 とその 他 の 遺 伝 子 が 連 続 して 並 んだオペロン 構 造 を 取 っていることや その 他 の 乳 酸 発 酵 に 関 わる 遺 伝 子 の 情 報 が 明 らかになりました 今 後 リグノ セルロースなどの 未 利 用 バイオマスからの 物 質 生 産 など 多 様 な 応 用 研 究 への 展 開 が 期 待 されていま す 本 研 究 成 果 は DNA Research に 発 表 される 予 定 です 志 波 優 ( 生 物 資 源 ゲノム 解 析 センター) 兼 崎 友 ( 生 物 資 源 ゲノム 解 析 センター) 渡 辺 智 ( 応 用 生 物 科 学 部 バイオサイエンス 学 科 ) 吉 川 博 文 ( 応 用 生 物 科 学 部 バイオサイエンス 学 科 ) 次 世 代 シーケンサーによる 新 規 ゲノム 解 読 ゲノム 情 報 が 既 知 の Enterococcus 属 には 近 縁 種 が 存 在 しなかったため 種 々の 次 世 代 シーケンサーを 用 いて 多 様 な 塩 基 長 のライブラリーから 塩 基 配 列 情 報 を 取 得 し それらを 用 いて 全 ゲノム 配 列 を 決 定 し ました その 結 果 約 302 万 塩 基 対 のゲノム DNA と 5 個 のプラスミドが 明 らかとなりました このゲノム 情 報 から いくつかのキシロース 代 謝 9

9 リシーケンス 解 析 によるシアノバクテリア 突 然 変 異 株 の 変 異 部 位 の 同 定 シアノバクテリアは 地 球 上 で 最 初 に 酸 素 発 生 型 の 光 合 成 を 始 めた 生 物 であり 海 水 淡 水 陸 上 ま たは 他 生 物 との 共 生 状 態 など 極 めて 多 様 な 自 然 環 境 に 棲 息 しています スピルリナなど 食 用 にされてい る 種 も 多 数 いますし またアオコや 水 の 華 と 呼 ばれ 水 中 で 大 発 生 して 水 質 汚 染 を 引 き 起 こす 種 も 存 在 す るなど 環 境 問 題 や 農 業 水 産 業 とも 密 接 に 関 わっ ている 生 物 です 1996 年 に 全 生 物 で 4 番 目 に 全 ゲ ノム 情 報 が 解 読 されたシネコシスティスという 種 を はじめ 多 数 のシアノバクテリアが 光 合 成 やバイオ マス 物 質 生 産 などの 研 究 分 野 で 用 いられています 東 京 農 業 大 学 では 次 世 代 シーケンサーを 用 いたシア ノバクテリアのゲノム 解 析 を 通 じて 農 学 分 野 基 礎 科 学 分 野 への 貢 献 を 進 めています 次 世 代 シーケンス 技 術 を 用 いたリシーケン ス 解 析 によるゲノムワイドな 変 異 解 析 手 法 の 普 及 バクテリアのゲノムには 容 易 に 突 然 変 異 が 生 じま す 培 養 条 件 を 少 し 変 えたり わずかに 薬 剤 を 添 加 したりするだけでも その 条 件 に 適 応 した 突 然 変 異 株 が 生 えてきます そうした 突 然 変 異 株 のゲノム DNA のどこに 変 異 が 生 じたかを 調 べることは 以 前 はとても 困 難 なことでしたが 近 年 次 世 代 シー ケンス 技 術 の 普 及 により 容 易 に 同 定 できるようにな りました 例 えば 我 々の 研 究 室 において シアノバクテリ アの 一 種 であるシネココッカスの 温 度 感 受 性 の 異 な る 変 異 株 や 遊 泳 性 が 異 なる 変 異 株 が 得 られまし た これらの 株 からゲノム DNA を 抽 出 し 次 世 代 シーケンサーで 塩 基 配 列 を 解 読 したところ 株 ごと に 数 箇 所 の 変 異 が 見 つかりました そこで これら の 変 異 のどれが 細 胞 の 表 現 型 に 影 響 を 与 えたのかを 調 べるために 相 同 組 換 えという 遺 伝 子 組 換 え 手 法 を 用 いて 個 別 に 検 証 したところ それぞれの 表 現 型 に 関 わる 原 因 遺 伝 子 座 が 同 定 できました 今 後 のバクテリアを 使 った 分 子 生 物 学 的 研 究 にお 1 Synechococcus elongatus PCC 7942 いて このような 次 世 代 シーケンス 技 術 を 用 いたリ シーケンス 解 析 は ごく 当 たり 前 の 手 法 となって 普 及 するものと 思 われます 現 在 はまだ 基 礎 研 究 が 主 体 ですが より 有 用 な 形 質 を 示 す 突 然 変 異 株 の 解 析 から より 応 用 的 な 研 究 へと 発 展 することが 期 待 で きます 兼 崎 友 ( 生 物 資 源 ゲノム 解 析 センター) 吉 川 博 文 ( 応 用 生 物 科 学 部 バイオサイエンス 学 科 ) 10

10 ニホンウズラ host defense peptide の ゲノム 解 読 ニホンウズラの 特 性 ニホンウズラ(Coturnix japonica)は 我 が 国 で 唯 一 家 畜 化 された 動 物 種 です ニワトリと 比 較 し 小 型 飼 料 摂 取 量 が 少 ない 代 謝 率 成 長 ならびに 性 成 熟 が 早 く 産 卵 能 力 が 高 く 孵 化 日 数 が 短 く 強 健 光 刺 激 環 境 変 化 の 感 受 性 が 高 く 抗 病 性 が 高 いことが 知 られています そのためニホンウズラ は 家 禽 の 改 良 に 資 する 有 用 遺 伝 子 の 宝 庫 であること が 期 待 されています host defense peptides Host defense peptide は 脊 椎 動 物 植 物 昆 虫 などが 持 つ 自 然 免 疫 系 で 働 く 物 質 で 様 々な 生 物 種 が 有 し 多 くの 器 官 組 織 で 発 現 しているアミノ 酸 残 基 が 100 以 下 の 小 さなペプチドです 分 子 中 に 塩 基 性 アミノ 酸 を 多 く 含 んでいるため 正 電 荷 を 帯 び ます また 両 親 媒 性 の 立 体 構 造 をとり 疎 水 環 境 下 で はαヘリックス 構 造 やβシート 構 造 などの 二 次 構 造 を 示 します 正 に 電 荷 していることで 負 に 帯 電 した 膜 を 有 す 病 原 体 ( 微 生 物 酵 母 ウィルス 一 部 の 寄 生 虫 )を 認 識 し 膜 破 壊 作 用 による 殺 傷 効 果 を 示 します 我 々は 家 禽 産 業 において 有 用 と 考 えられ るコクシジウム 症 を 引 き 起 こすコクシジウムに 有 効 な NK-lysin 遺 伝 子 鳥 インフルエンザ 感 染 にて 発 現 量 が 増 加 する defensin 遺 伝 子 群 に 注 目 し 両 者 の 塩 基 配 列 および 多 様 性 解 析 をしています panda dark 1 ローンより 得 られた 塩 基 配 列 を de novo アッセンブ ルにより contig を 作 成 し NK-lysin 遺 伝 子 の 全 長 を 含 む 約 13 kb のコンティグが 得 られました defensin は 2 つのコスミドクローンおよび 2 つの long-range PCR 産 物 より 得 られた 塩 基 配 列 を de novo アッセンブルおよびサンガー 法 により 繰 り 返 し 配 列 を 除 く 約 71 kb のニホンウズラ defensin 領 域 を 決 定 しました ゲノム 配 列 から 得 られた 情 報 をもとに 更 な る 研 究 へ これら 配 列 の 情 報 をもとに 次 世 代 シーケンサー を 用 いた long-range PCR 産 物 による 系 統 間 での 多 様 性 解 析 を 実 施 しています 系 統 間 により 免 疫 応 答 病 原 微 生 物 への 感 受 性 が 異 なるため 機 能 的 に 興 味 深 い 多 型 を 発 見 できる 可 能 性 があります Host defense peptide は 微 生 物 の 膜 電 荷 認 識 だけでなく peptides それぞれの 特 異 なアミノ 酸 配 列 および 構 造 が 各 微 生 物 に 特 有 な 構 造 の 一 部 を 認 識 し 細 菌 を 選 択 的 に 殺 傷 していることが 近 年 報 告 されています これが 腸 内 に 共 生 定 着 している 腸 内 細 菌 叢 の 細 菌 を 殺 傷 せず 病 原 性 の 非 共 生 侵 入 細 菌 を 選 択 し 殺 傷 し 腸 内 細 菌 叢 の 維 持 に 貢 献 していると 考 えられ ます さらに host defense peptide の 多 様 性 が 微 生 物 選 択 性 の 相 違 と 関 係 し 腸 内 細 菌 叢 の 構 成 に 影 響 すると 考 えられるため 盲 腸 糞 を 用 いた 腸 内 細 菌 のメ タゲノム 解 析 も 実 施 しています これら 研 究 を 通 し て 家 禽 免 疫 の 究 明 と 抗 病 性 の 高 い 家 禽 作 出 へ 貢 献 することが 期 待 されています 本 研 究 は 学 内 公 募 により 農 学 部 畜 産 学 科 半 澤 惠 先 生 との 共 同 研 究 として 実 施 され 成 果 の 一 部 は 国 際 誌 Animal Science Journal に 掲 載 されました NK-lysin と defensin 遺 伝 子 の 解 読 我 々は 両 遺 伝 子 を 含 むコスミドクローンおよび long-range PCR 産 物 の 塩 基 配 列 を 次 世 代 シーケン サーにて 決 定 しました NK-lysin は コスミドク 石 毛 太 一 郎 ( 生 物 資 源 ゲノム 解 析 センター) 半 澤 惠 ( 農 学 部 畜 産 学 科 ) 原 ひろみ ( 農 学 部 畜 産 学 科 ) 平 野 貴 ( 農 学 部 畜 産 学 科 ) 11

11 次 世 代 シーケンサーによる 多 様 なイネ 品 種 の 解 析 温 帯 および 熱 帯 ジャポニカイネ 品 種 の 解 析 これまで 次 世 代 シーケンサーにより 得 られた リード 配 列 を 基 に 日 本 晴 をリファレンスとして 多 数 のイネ 品 種 の 遺 伝 子 多 型 を 明 らかにしてきまし た 主 に 日 本 で 栽 培 されている 温 帯 ジャポニカの 雄 町 亀 冶 五 百 万 石 山 田 錦 コシヒカ リ 農 林 8 号 アジア 地 域 で 栽 培 されている 熱 帯 ジャポニカの Moroberekan について 解 析 し すでに 論 文 として 報 告 しました(Arai-Kichise et al. 2011, 2014) その 結 果 Moroberekan は 温 帯 ジャポニカ 品 種 に 比 べて 5 倍 以 上 の 一 塩 基 多 型 (SNP)を 持 つことが 分 かりました この 品 種 のゲ ノムは read depth( 読 み 深 度 )が 他 の 品 種 ゲノム と 比 べて 最 も 低 く また リードでカバーされない 遺 伝 子 数 が 最 も 多 いにも 係 わらず 100%カバーさ れる 遺 伝 子 は 39,000 以 上 と 最 も 多 かった コシヒ カリ に 次 ぐものでした このことは 解 析 したす べての 品 種 で 90% 以 上 の 遺 伝 子 について 80% 以 上 の 配 列 が 明 らかにされたことを 示 します リード 情 報 の 有 効 利 用 日 本 型 イネであっても 異 なる 生 態 型 に 属 するイネ やインド 型 イネを 解 析 するに 当 たって 次 世 代 シー ケンサーで 得 られたリード 情 報 を 効 率 的 に 利 用 する ための 方 法 を 探 りました その 結 果 ゲノム 配 列 を 30 倍 以 上 の 深 度 (depth)で 解 析 することにより イネゲノムの 約 80%がカバーできることが 分 かり ました 実 際 に Moroberekan ゲノムでも コ シヒカリ に 次 ぐ 数 の 遺 伝 子 が 明 らかにされていま す 次 に リファレンスゲノムにマップされない リード すなわち unmapped read を 利 用 することに 成 功 しました 図 1 にその 方 法 の 概 略 を 示 しました より 多 くのイネゲノム 配 列 を 明 らかにすることに よって 品 種 改 良 のための 有 益 な 情 報 が 得 られま す しかし 現 在 のところ 次 世 代 シーケンサーを 用 いても 全 ゲノム 配 列 を 明 らかにすることは 困 難 で す そこで unmapped read を 集 めてより 長 い 配 列 (contig)を 構 築 し それを 日 本 晴 リファレン スにマッピングしたところ( 図 1 の1) 7 品 種 に おいて 合 計 119 個 の 遺 伝 子 が 新 たにカバーされま した その 内 訳 は Moroberekan で 最 も 多 く 農 林 8 号 で 最 少 でした このことは unmapped read による contig の 再 構 築 は 遺 伝 的 にリファレンス 品 種 に 遠 い 品 種 でより 効 力 を 発 揮 する 可 能 性 を 示 し ていると 考 えられます 日 本 晴 ゲノムにヒット しなかった contig の 配 列 についてインド 型 イネゲ ノム 配 列 との 類 似 性 を 調 べたところ( 図 1 の2) 雄 町 亀 冶 Moroberekan で 多 くの contig が それと 類 似 の 配 列 を 持 つことが 分 かりました 1 unmapped read contig 熱 帯 ジャポニカより 遺 伝 的 に 離 れているアウスグ ループに 属 する 品 種 Kasalath についても( 独 ) 農 業 生 物 資 源 研 究 所 との 共 同 研 究 により 結 果 を 論 文 として 報 告 しました(Sakai et al. in press) さら に 多 くの 日 本 型 イネとは 遺 伝 的 に 離 れたイネ 品 種 に ついても ゲノム 全 体 の 80% の 配 列 を 日 本 晴 の 配 列 に 貼 り 付 けて 多 数 の SNP や 挿 入 欠 失 (InDel)を 見 出 すことができています これらの 異 なる 生 態 型 に 属 するイネについて 得 られた 情 報 を 詳 細 に 解 析 し て 論 文 公 刊 および 情 報 公 開 の 準 備 を 進 めています 解 析 結 果 は sativa_en.html において 閲 覧 可 能 です これらの 研 究 は( 独 ) 農 業 生 物 資 源 研 究 所 兵 庫 県 立 農 林 水 産 技 術 総 合 センター 神 戸 大 学 の 協 力 を 得 て 行 われました 柴 田 ( 八 田 ) 真 理 ( 生 物 資 源 ゲノム 解 析 センター) 吉 瀬 ( 新 井 ) 祐 子 ( 生 物 資 源 ゲノム 解 析 センター) 若 狭 暁 ( 生 物 資 源 ゲノム 解 析 センター) 12

12 ///// 平 成 25 年 度 新 規 学 内 公 募 一 覧 ///// 1. 村 上 覚 史 ( 農 学 部 畜 産 学 科 ) Actinomycetales 菌 類 の 新 規 ゲノム 決 定 2. 伊 藤 晋 作 ( 応 用 生 物 科 学 部 バイオサイエンス 学 科 ) ダイズシストセンチュウ 孵 化 促 進 物 質 グリシノエクレピン A(GEA) 応 答 遺 伝 子 の 解 析 3. 貝 沼 章 子 ( 応 用 生 物 科 学 部 醸 造 科 学 科 ) 食 酢 醸 造 用 酢 酸 菌 二 属 の 酢 酸 発 酵 性 能 に 関 する 包 括 的 研 究 4. 田 村 倫 子 ( 応 用 生 物 科 学 部 栄 養 科 学 科 ) 耐 糖 性 酵 母 の 浸 透 圧 耐 性 メカニズムに 関 する 研 究 特 に Zygosaccharomyces mellis の 耐 糖 性 について 5. 小 塩 海 平 ( 国 際 食 料 情 報 学 部 国 際 農 業 開 発 学 科 ) 青 葉 アルデヒドによるトマト 果 実 の 代 謝 制 御 機 構 の 解 明 6. 小 塩 海 平 ( 国 際 食 料 情 報 学 部 国 際 農 業 開 発 学 科 ) ソルビタントリオレート 処 理 によって 誘 起 されるスギ 雄 花 のプログラム 細 胞 死 の 課 程 に おけるトランスクリプトーム 解 析 7. 小 栗 秀 ( 生 物 産 業 学 部 生 物 生 産 学 科 ) 次 世 代 シークエンサーを 用 いたホップ 品 種 の 香 気 成 分 量 に 関 与 する 遺 伝 子 群 の 網 羅 的 な 同 定 8. 太 治 輝 昭 ( 応 用 生 物 科 学 部 バイオサイエンス 学 科 ) シロイヌナズナ 塩 馴 化 能 欠 損 変 異 株 の 変 異 同 定 9. 和 田 健 太 ( 生 物 産 業 学 部 生 物 生 産 学 科 ) 次 世 代 シークエンス 解 析 に 基 づく 眼 球 疾 患 モデル 動 物 の 発 症 原 因 遺 伝 子 および 修 飾 遺 伝 子 の 同 定 10. 佐 々 木 康 幸 ( 応 用 生 物 科 学 部 バイオサイエンス 学 科 ) 放 線 菌 の 新 規 窒 素 代 謝 系 の 解 析 13

13 ////////// 学 内 公 募 事 業 とその 成 果 ////////// ニホンウズラ 主 要 組 織 適 合 性 複 合 体 Mhc Coja クラス IIB 遺 伝 子 群 の 構 造 解 析 主 要 組 織 適 合 性 複 合 体 Major histocompatibility complex(mhc) 領 域 には 獲 得 免 疫 においてリンパ 球 への 抗 原 提 示 を 担 う Mhc クラス I およびクラス II 遺 伝 子 をはじめ 免 疫 応 答 に 関 わる 遺 伝 子 群 が 極 めて 高 い 遺 伝 子 密 度 で 存 在 する ニワトリでは Mhc B ハプロタイプとマレック 病 ラウス 肉 腫 ニワトリ 白 血 病 お よび 鳥 インフルエンザなど 各 種 ウイルス 性 疾 患 に 対 する 抵 抗 性 との 関 係 が 報 告 され 抗 病 性 育 種 への 活 用 が 期 待 されている しかし Mhc B 領 域 内 の 強 い 連 鎖 の 為 一 部 をのぞき 責 任 遺 伝 子 の 同 定 には 至 っていない これに 対 し ニホンウズラは ニワ トリと 同 じキジ 科 に 属 し ニワトリとの 間 にキメラや 属 間 雑 種 が 作 成 可 能 であり またニワトリでは 感 染 すると 発 症 し 死 に 至 る 鳥 インフルエンザなどの 疾 病 に 対 して 不 顕 性 感 染 を 示 す こ の 両 種 間 の 疾 患 感 受 性 の 差 異 を 明 確 にすることは 家 禽 の 抗 病 性 向 上 に 貢 献 するものと 考 えられる 本 研 究 室 では ニホンウズラ Mhc Coja 領 域 に 13 マーカー TRIM 亜 領 域 (60 kb):hep21 TRIM39.2 BTN1 および BTN2; ク ラ ス II 亜 領 域 :DCB1-TAPBP-DBB1; ク ラ ス I 亜 領 域 (180 kb):dmb1 DMB2 および TAP1-TAP2 ならびに CD1 亜 領 域 :CD1.1 および CD1.2(40 kb)を 構 築 し 11 系 統 612 個 体 のニホンウズラを 対 象 にこれらマーカーの 多 様 性 を 検 索 し た.その 結 果 各 マーカーの 総 対 立 遺 伝 子 数 はいずれも 8 種 類 (DMB1 のみ 7 種 類 )と 一 定 であった したがって 各 マーカー (Mhc Coja 領 域 )は Mhc B 領 域 と 同 様 ハプロタイプ(HT) ブロックを 形 成 して 共 進 化 してきたものとも 考 えられる 然 る に HT 解 析 の 結 果 低 頻 度 ながら HT ブロックとは 相 反 する 対 立 遺 伝 子 の 組 合 せの 存 在 が 確 認 された 特 に クラス II 亜 領 域 はその 上 流 の TRIM 亜 領 域 ならびに 下 流 のクラス I 亜 領 域 と の 間 で 比 較 的 高 頻 度 の 組 換 えを 起 こしている 可 能 性 が 示 唆 され た このことは MhcB 領 域 ではクラス II 亜 領 域 と I 亜 領 域 との 間 の 強 固 な 連 鎖 が 両 亜 領 域 の 遺 伝 子 の 機 能 を 個 別 に 解 析 する 障 害 になっていることを 鑑 みると 大 変 興 味 深 い 一 方 Mhc B 領 域 が 最 小 不 可 欠 MHC と 呼 称 されるコンパク トな 遺 伝 子 構 成 を 有 することとは 対 照 的 に Mhc Coja 領 域 の Mhc クラス Iα(Coja I)および IIβ(Coja IIB) 遺 伝 子 が 冗 長 な 重 複 を 示 し しかも HT 間 には Copy number variation(cnv) が 存 在 することが 示 唆 されている しかし 重 複 した 遺 伝 子 間 の 塩 基 配 列 の 高 い 類 似 性 のため 各 HT の 遺 伝 子 構 造 や mrna 転 写 量 をサンガー 法 により 解 析 することが 困 難 である これに 対 し Coja IIB 遺 伝 子 群 および Coja I 遺 伝 子 群 にそれぞれ 共 通 な プライマー(ユニバーサルプライマー)を 設 計 し すべての 遺 伝 子 座 を 一 気 に PCR 増 幅 しうることが 示 唆 されている そこ で 本 研 究 ではゲノム DNA および cdna を 鋳 型 とした PCR 産 物 を 次 世 代 シーケンサーで 解 析 し 各 HT の 遺 伝 子 構 成 と 転 写 量 の 多 寡 を 明 確 にし Coja IIB および Coja I 遺 伝 子 群 の 基 本 的 な 特 徴 を 明 確 にすることを 目 的 としている 次 世 代 シーケンサーでの 解 析 に 先 立 ち MhcCoja HT がホモ 化 した 個 体 の 選 択 を 試 みた まず 本 研 究 室 が 保 有 する 6 系 統 321 個 体 を 対 象 に 主 働 Coja IIB 遺 伝 子 のひとつである DBB1 の 遺 伝 子 型 を Sequence Based Typing(SBT) に よ り 決 定 し DBB1*01 *03 *04 *05 あるいは *06 ホモ 接 合 体 22 個 体 を 選 抜 した ついでこれらの 個 体 を 対 象 に DBB1 の 上 流 4 遺 伝 子 :HEP21 TRIM39.2 BTN1 および BTN2 ならびに 下 流 3 遺 伝 子 :DMB1 DMB2 および TAP2 の 遺 伝 子 型 を SBT により 決 定 した その 結 果 DBB1*01 *03 *04 *05 および *06 は 周 辺 の 7 遺 伝 子 との 間 でそれぞれ および 5 種 類 計 17 種 類 の HT を 形 成 した これら 17 HTs はいずれもクラス II 亜 領 域 に 最 も 近 い BTN2 もホモ 接 合 体 であるため クラス II 亜 領 域 全 体 がホモ 化 していると 考 えられる 現 在 それぞれの ハプロタイプに 当 たる 個 体 の 赤 血 球 由 来 のゲノム DNA および 末 梢 白 血 球 由 来 の cdna を 調 整 中 である しかし クラス I 亜 領 域 の 3 遺 伝 子 がホモ 接 合 体 であったのは 7 HTs のみであり クラス I 亜 領 域 の 遺 伝 子 解 析 には 別 途 個 体 選 抜 が 必 要 である ことが 示 唆 された 今 後 は Coja IIB 遺 伝 子 の exon2 領 域 を 共 通 に 増 幅 するユニ バーサルプライマーによる PCR 産 物 を 用 いてゲノムおよび cdna を 増 幅 し 増 幅 産 物 の 塩 基 配 列 を Illumina の 次 世 代 シー クエンス MiSeq にて 解 析 することにより 各 HT における Coja IIB 遺 伝 子 の 構 成 ならびに depth の 差 による 各 遺 伝 子 の 機 能 性 の 検 証 を 行 う 予 定 である 原 ひろみ ( 農 学 部 畜 産 学 科 ) 平 野 貴 ( 農 学 部 畜 産 学 科 ) 石 毛 太 一 郎 ( 生 物 資 源 ゲノム 解 析 センター) 鈴 木 進 悟 ( 東 海 大 学 ) 椎 名 隆 ( 東 海 大 学 ) 細 道 一 善 ( 遺 伝 学 研 究 所 ) 半 澤 惠 ( 農 学 部 畜 産 学 科 ) 14

14 次 世 代 シーケンサーを 用 いた 黒 毛 和 種 の 筋 肉 組 織 における 発 現 量 解 析 黒 毛 和 種 は 筋 肉 組 織 に 脂 肪 が 蓄 積 する 脂 肪 交 雑 に 優 れた 品 種 であり 脂 肪 交 雑 が 最 も 特 徴 的 な 形 質 です また 脂 肪 交 雑 は 世 界 的 にも 注 目 され 経 済 的 影 響 の 大 きい 重 要 な 形 質 となりま した しかし そのような 黒 毛 和 種 においても 血 統 により 脂 肪 交 雑 の 成 績 に 差 があり 黒 毛 和 種 の 脂 肪 交 雑 形 成 に 影 響 する 遺 伝 子 が 存 在 すると 考 えられています そのような 中 で ウシにおいても DNA 多 型 マーカーが 大 量 に 配 置 された 染 色 体 地 図 が 整 備 され これら DNA マーカーと 家 系 などの 集 団 を 用 いたゲノム 解 析 によって 目 的 形 質 形 成 に 影 響 する 遺 伝 子 が 存 在 する 染 色 体 領 域 を 探 索 することが 可 能 と なりました これまでに 黒 毛 和 種 の 家 系 を 用 いて 枝 肉 形 質 に 関 する 染 色 体 領 域 の 探 索 を 行 い 脂 肪 交 雑 に 関 する 染 色 体 領 域 を 特 定 しています また この 脂 肪 交 雑 関 連 領 域 において 好 ましい 効 果 を 示 すマーカーハプロタイプ(Q)と 効 果 を 示 さな いハプロタイプ(q)を 明 らかにしています この Q 保 有 個 体 と q 保 有 個 体 間 では 脂 肪 交 雑 形 成 に 関 わる 遺 伝 子 の 筋 肉 にお ける mrna 発 現 量 に 違 いがあると 考 えられます 発 現 量 解 析 用 のサンプルとして 賭 殺 時 に 枝 肉 から 採 取 した 筋 肉 組 織 を 用 い ることも 考 えられますが その 時 点 で 脂 肪 交 雑 の 形 成 は 完 了 し ているため 遺 伝 子 の mrna 発 現 と 脂 肪 交 雑 形 成 状 態 の 関 係 を 反 映 していないと 考 えられます そのため 筋 肉 内 脂 肪 細 胞 の 分 化 が 起 こっていると 考 えられている 肥 育 中 期 における 発 現 量 を 調 べる 必 要 があると 考 えています そこで 肥 育 中 の Q 保 有 個 体 と q 保 有 個 体 からバイオプシーによって 採 取 された 筋 肉 組 織 を 用 いて 次 世 代 シーケンサーによって 発 現 量 を 網 羅 的 に 解 析 しています この 解 析 によって 黒 毛 和 種 の 脂 肪 交 雑 形 成 に 関 わる 遺 伝 子 が 明 らかになるとともに それら 遺 伝 子 情 報 が 不 明 な 点 の 多 い 脂 肪 交 雑 形 成 メカニズムの 解 明 の 一 助 となることも 期 待 してい ます 1 平 野 貴 ( 農 学 部 畜 産 学 科 ) 石 毛 太 一 郎 ( 生 物 資 源 ゲノム 解 析 センター) 原 ひろみ ( 農 学 部 畜 産 学 科 ) 半 澤 惠 ( 農 学 部 畜 産 学 科 ) 精 子 を 介 して 次 世 代 に 伝 わる DNA メチル 化 情 報 の 解 析 野 生 型 メダカの 性 分 化 は Y 染 色 体 上 の 性 決 定 遺 伝 子 である DMY の 有 無 により 決 まるが 性 ホルモン 投 与 によって 性 を 逆 転 することが 可 能 である 当 研 究 室 において 魚 類 の 主 要 なアン ドロゲンである 11- ケトテストステロンの 暴 露 により 遺 伝 子 型 は XX でありながら 表 現 型 は 雄 となる XX 雄 個 体 を 作 出 した この XX 雄 個 体 と 野 生 型 XX 雌 個 体 とを 交 配 すると 次 世 代 は 全 て XX 雌 のみと 予 想 されるが 雄 の 表 現 型 を 示 す 個 体 が 複 数 認 められた これらの 性 転 換 個 体 は 機 能 的 な 精 子 を 作 り 野 生 型 XX メス 個 体 との 交 配 により 次 世 代 を 生 み 出 した 興 味 深 いこ とに 性 転 換 個 体 は 3 世 代 目 まで 確 認 され 性 転 換 率 は 世 代 を 超 えるたびに 減 少 した 動 物 では 本 来 エピジェネティック 情 報 は 配 偶 子 形 成 期 に 消 去 されると 考 えられている しかしなが ら エピジェネティック 状 態 の 変 化 によって 生 じた 表 現 型 が 世 代 を 超 えて 伝 達 される 現 象 は 動 植 物 を 含 む 多 くの 生 物 で 報 告 さ れている 前 述 の 学 術 的 背 景 から 我 々は 性 ホルモンが 生 殖 細 胞 でのエピジェネティック 状 態 を 変 化 させ 精 子 を 介 してこれ らのエピジェネティック 情 報 が 次 世 代 へと 伝 わることにより XX 雄 個 体 由 来 の 次 世 代 に 性 転 換 個 体 が 作 出 されると 予 想 した そこで 次 世 代 シークエンサーを 用 いて 全 ゲノムレベルで 次 世 代 に 性 転 換 個 体 を 生 み 出 す XX 雄 個 体 の 精 子 と 野 生 型 XY 個 体 の 精 子 のメチル 化 状 態 を 解 析 した 現 在 のところ メチル 化 状 態 が 異 なる 遺 伝 子 領 域 を 複 数 同 定 し 解 析 している 候 補 遺 伝 子 の 中 に 既 に 性 分 化 に 関 わると 報 告 のある Sox9b 遺 伝 子 が 含 まれていた XX 雄 個 体 の 精 子 における Sox9b プロモーターの メチル 化 は 野 生 型 XY 精 子 に 比 べ 亢 進 した 次 に DNA メチ ル 化 を 介 して 遺 伝 子 発 現 調 節 が 次 世 代 へと 伝 達 されると 予 想 し 生 殖 腺 において Sox9b の 発 現 とメチル 化 を 解 析 した F0 世 代 では 性 ホルモン 暴 露 により 発 現 が 減 少 し プロモーターの メチル 化 が 亢 進 した 興 味 深 いことに 高 メチル 化 と 発 現 減 少 は 次 世 代 次 々 世 代 の 生 殖 腺 においてもみとめられた 上 記 の 結 果 から 性 ホルモンによるメチル 化 の 変 化 は 精 子 を 介 して 次 世 代 に 伝 達 され 次 世 代 の 生 殖 腺 において 遺 伝 子 発 現 に 関 わると 示 唆 される 本 研 究 により 不 明 であった 脊 椎 動 物 の 性 が エピ ジェネティックな 観 点 から 明 らかにできると 期 待 している 田 中 実 ( 基 礎 生 物 学 研 究 所 生 殖 遺 伝 学 研 究 室 ) 山 本 耕 裕 ( 基 礎 生 物 学 研 究 所 生 殖 遺 伝 学 研 究 室 ) 小 林 久 人 ( 生 物 資 源 ゲノム 解 析 センター) 15

15 加 齢 が 卵 子 に 及 ぼす 影 響 の 解 明 を 目 指 すトランスクリプトーム 解 析 妊 娠 が 成 立 するためには 正 常 な 卵 子 と 精 子 の 受 精 が 必 要 で す 卵 子 は 胎 生 期 に 発 生 して 以 来 卵 巣 内 で 長 い 年 月 を 過 ごす ため 加 齢 とともに 卵 子 の 質 が 低 下 します いわゆる 卵 子 の 老 化 です 本 邦 では 晩 婚 化 の 傾 向 にともない 女 性 の 出 産 年 齢 が 上 昇 しており 卵 子 の 老 化 に 伴 う 不 妊 症 が 急 増 しています 現 在 行 われている 不 妊 治 療 では 卵 子 の 時 間 を 巻 き 戻 すことは できず 卵 子 の 質 そのものを 改 善 するには 至 っていません 従 って 老 化 した 卵 子 で 妊 娠 を 目 指 すことは 非 常 に 困 難 な 状 況 に あります 我 々 国 立 成 育 医 療 研 究 センター 不 妊 診 療 科 では 東 京 農 業 大 学 生 物 資 源 ゲノム 解 析 センターとの 共 同 研 究 により ヒト 卵 子 の 加 齢 メカニズムの 解 明 を 試 みており 高 齢 女 性 の 不 妊 治 療 成 績 向 上 を 目 指 しています 伝 子 群 の 一 部 が 卵 子 の 質 が 良 好 であった 卵 丘 細 胞 の 遺 伝 子 発 現 と 同 等 となることが 判 明 しました この 結 果 から 内 科 療 法 に 一 定 の 治 療 効 果 があったと 推 定 されます 不 妊 治 療 の 効 果 判 定 を 行 う 場 合 一 般 的 には 良 好 胚 獲 得 率 や 妊 娠 率 で 議 論 されま す しかしながら 症 例 数 が 少 なく 不 良 胚 の 多 い 難 治 性 不 妊 の 患 者 ではそのような 判 定 方 法 で 治 療 内 容 を 評 価 することは 困 難 です 卵 丘 細 胞 遺 伝 子 発 現 プロファイルを 比 較 する 手 法 は わ ずかな 変 化 を 評 価 することができるため 難 治 性 不 妊 に 対 する 治 療 効 果 判 定 方 法 として 有 用 と 考 えられます また 卵 子 の 質 を 改 善 する 新 たな 治 療 法 を 開 発 する 際 薬 剤 の 投 与 方 法 や 投 与 量 を 決 定 する 際 の 羅 針 盤 として 臨 床 応 用 が 期 待 されます 卵 丘 細 胞 発 現 遺 伝 子 プロファイルの 作 成 ヒト 卵 子 は 倫 理 的 制 約 から 直 接 的 な 研 究 材 料 とすることが 困 難 なため 我 々は 卵 子 を 取 り 囲 む 顆 粒 膜 細 胞 である 卵 丘 細 胞 を 研 究 対 象 としています 卵 丘 細 胞 は 卵 子 とギャプジャンク ションを 形 成 し 互 いの 細 胞 質 が 結 び 付 き 低 分 子 の 物 質 交 換 を 行 っています この 卵 子 卵 丘 細 胞 間 の 物 質 輸 送 によって 卵 子 は 卵 丘 細 胞 からエネルギー 供 給 を 受 け また camp や cgmp の 供 給 を 受 けることで 卵 子 成 熟 が 制 御 されています( 図 1) 卵 子 成 熟 過 程 に 異 常 が 生 じると 受 精 率 や 胚 の 質 低 下 につながる ことから 卵 丘 細 胞 は 卵 子 の 質 を 制 御 する 鍵 細 胞 と 考 えられま す 卵 丘 細 胞 による 卵 子 成 熟 メカニズムが 明 らかとなると 卵 子 の 質 を 改 善 する 新 たな 治 療 法 の 開 発 につながります つまり 高 齢 女 性 の 妊 娠 率 向 上 に 寄 与 することが 期 待 されます 我 々は 体 外 受 精 を 行 う 不 妊 治 療 患 者 から ヒト 卵 丘 細 胞 を 個 別 に 回 収 し 各 々トランスクリプトーム 解 析 を 行 うことで ヒト 卵 丘 細 胞 に 発 現 する 全 遺 伝 子 の 発 現 遺 伝 子 プロファイルを 作 成 しまし た なおこれは 患 者 の 同 意 および 成 育 医 療 研 究 センター 倫 理 委 員 会 承 認 のもと 行 われた 研 究 です 現 在 年 齢 別 病 態 別 治 療 成 績 別 に 各 々 解 析 を 行 っており 卵 子 成 熟 制 御 に 関 与 する 遺 伝 子 群 の 究 明 を 試 みています 卵 巣 老 化 現 象 の 解 明 への 試 み 卵 巣 が 実 年 齢 よりも 早 期 に 老 化 を 来 たす 疾 患 群 があり 早 発 閉 経 ( 早 発 卵 巣 機 能 低 下 症 )といいます この 方 たちは 40 歳 までに 排 卵 が 途 絶 えてしまい 閉 経 を 迎 えます 単 一 の 原 因 があ るわけではなく 様 々な 病 態 が 存 在 し 結 果 として 若 年 齢 で 閉 経 に 至 ります 排 卵 障 害 に 至 る 過 程 も 卵 子 が 早 期 に 枯 渇 した り 原 始 卵 胞 から 胞 状 卵 胞 に 至 る 間 に 大 多 数 が 閉 鎖 卵 胞 に 陥 る など 様 々です 排 卵 する 卵 子 の 質 が 低 下 しているか 否 かも 症 例 により 異 なります 我 々は 卵 子 の 質 低 下 を 伴 った 早 発 閉 経 症 例 に 対 し 卵 丘 細 胞 のトランスクリプトーム 解 析 を 試 み 上 記 で 作 成 した 卵 丘 細 胞 発 現 遺 伝 子 プロファイルと 遺 伝 子 発 現 の 比 較 を 行 いました Preliminary なデータではありますが 卵 丘 細 胞 において 老 化 に 関 連 した 遺 伝 子 の 発 現 異 常 を 認 めました 卵 巣 の 老 化 現 象 と 卵 丘 細 胞 の 老 化 現 象 が 密 接 に 結 びつく 可 能 性 が 示 唆 されます また 卵 丘 細 胞 の 老 化 が 卵 子 の 質 低 下 を 招 い たとも 考 えられます 1 松 井 大 輔 ( 国 立 成 育 医 療 研 究 センター) 川 原 玲 香 ( 生 物 資 源 ゲノム 解 析 センター) 岸 靖 典 ( 国 立 成 育 医 療 研 究 センター) 齊 藤 隆 和 ( 国 立 成 育 医 療 研 究 センター) 齊 藤 英 和 ( 国 立 成 育 医 療 研 究 センター) 河 野 友 宏 ( 応 用 生 物 科 学 部 バイオサイエンス 学 科 ) 卵 丘 細 胞 発 現 遺 伝 子 プロファイルの 臨 床 応 用 卵 子 の 質 低 下 を 伴 った 早 発 閉 経 症 例 に 対 し 内 科 療 法 を 行 い 治 療 前 後 の 卵 丘 細 胞 遺 伝 子 発 現 量 を 比 較 したところ 治 療 によ り 妊 娠 に 至 ることはありませんでしたが 異 常 な 発 現 を 示 す 遺 16

16 放 線 菌 の 窒 素 酸 化 物 生 産 機 構 と 生 理 的 意 義 の 解 析 放 線 菌 は 生 理 活 性 物 質 の 宝 庫 と 呼 ばれ 抗 生 物 質 抗 がん 剤 や 免 疫 抑 制 剤 等 の 医 薬 さらに 抗 寄 生 虫 薬 や 農 薬 など 畜 産 や 農 業 等 にも 重 要 な 細 菌 で 微 生 物 学 の 中 でも 研 究 対 象 として 独 特 のグループを 形 成 している 放 線 菌 は 長 い 間 絶 対 好 気 性 の 微 生 物 であるとされ 現 在 でもそのように 考 える 専 門 家 がほとん どである そのような 状 況 下 筆 者 らは 世 界 で 初 めて 放 線 菌 Streptomyces antibioticus が 硝 酸 呼 吸 ( 嫌 気 呼 吸 )を 行 うことを 見 出 し 通 性 嫌 気 性 細 菌 であることを 報 告 した その 後 本 菌 の 硝 酸 呼 吸 能 を 検 証 する 過 程 で 3 つの 興 味 深 い 現 象 を 確 認 した 即 ち a) 既 知 の 知 見 において 嫌 気 条 件 かつ 硝 酸 塩 存 在 下 で 生 産 されることが 知 られている 異 化 型 硝 酸 塩 還 元 酵 素 dnar が 好 気 条 件 下 で 硝 酸 塩 の 非 添 加 培 地 で 生 育 させたにもかかわらず 高 生 産 されていたこと そして b) 同 条 件 下 で 本 菌 が 培 地 中 に 亜 硝 酸 を 蓄 積 すること さらに c) 同 条 件 下 で nitrosative stress に 対 する 解 毒 酵 素 として 知 られ 一 酸 化 窒 素 (NO)を NO - 3 に 変 換 する NO ジオキシゲナーゼ (flavohemoglobin, Fhb)が 細 胞 質 タンパク 質 のおよそ 4% を 占 めるほど 生 産 されていたことである この NO - 2 forming path- way を 生 化 学 的 に 検 証 した 結 果 S. antibioticus は 有 機 体 窒 素 か ら NO NO - 3 NO - 2 を 細 胞 内 で 生 産 し その 生 産 酵 素 として dnar や Fhb が 関 与 していることが 示 唆 された このような 代 謝 系 は これまでに 報 告 例 がなかったため 全 塩 基 配 列 の 決 定 が 終 了 しており S. antibioticus と 同 様 に 有 機 体 - 窒 素 からの NO 2 生 産 能 を 有 する S. coelicolor について 遺 伝 学 研 究 を 進 めた 本 菌 の 生 産 する NO - 2 は 培 養 開 始 時 から 経 時 的 に 培 地 中 に 蓄 積 され 蓄 積 量 単 位 菌 体 当 たりの 生 産 量 ともに 3 日 目 で ピークをむかえ その 後 減 少 していった 次 に dnar 破 壊 株 - (NO 2 非 生 産 株 ) 及 び fhb 破 壊 株 ( 内 在 性 NO 蓄 積 株 )の 形 態 観 察 を 行 ったところ 両 破 壊 株 ともに 親 株 と 顕 著 な 違 いが 観 察 された dnar 破 壊 株 は 親 株 では 培 養 3 日 目 以 降 に 見 られる 赤 色 抗 生 物 質 ( 図 ;コロニー 中 央 ) 生 産 が 全 く 確 認 されず 気 菌 糸 形 成 の 開 始 時 期 に 異 常 が 見 られた この 表 現 型 は 培 地 に NO 2 - を 添 加 することによって 相 補 され 抗 生 物 質 生 産 及 び 気 菌 糸 形 成 に 関 する 異 常 が 回 復 した 一 方 fhb 破 壊 株 では 逆 に 赤 色 抗 生 物 質 生 産 量 が 顕 著 に 増 加 した これらの 結 果 は 明 らかに 菌 自 らが 生 産 する 窒 素 酸 化 物 が 二 次 代 謝 制 御 に 関 与 しているこ とを 示 しており 筆 者 らは 本 菌 の 生 産 する 窒 素 酸 化 物 が 放 線 菌 の A-factor や ビブリオに 代 表 されるアシルホモセリンラク トンと 同 様 にクオラムセンシングにおけるオートインデュー サーとして 機 能 している 可 能 性 を 考 えた 実 際 NO 2 - を 培 養 初 期 の 菌 に 与 えると 二 次 代 謝 開 始 が 顕 著 に 早 くなり NO 2 - 濃 度 依 存 的 に 抗 生 物 質 の 生 産 量 は 増 加 した これまでの 研 究 で S. coelicolor における 新 規 窒 素 代 謝 経 路 と 本 代 謝 を 行 う 意 義 について 検 証 を 行 ってきた 遺 伝 学 的 な 解 析 を 行 った 結 果 新 規 の 窒 素 代 謝 経 路 が 同 定 され さらに 生 産 される 窒 素 酸 化 物 が 二 次 代 謝 を 制 御 している 可 能 性 も 示 唆 され た 有 用 微 生 物 である 放 線 菌 において 新 たな 知 見 を 得 たことは 非 常 に 意 義 深 く 産 業 的 な 応 用 も 期 待 される そこで 次 世 代 シーケンサーを 用 いた 遺 伝 子 発 現 解 析 により 内 在 性 窒 素 酸 化 物 による 遺 伝 子 転 写 の 網 羅 的 解 析 を 行 い 本 菌 の 窒 素 酸 化 物 応 答 を 分 子 レベルで 明 らかにすることを 目 指 す 佐 々 木 康 幸 ( 応 用 生 物 科 学 部 バイオサイエンス 学 科 ) 蜂 蜜 から 分 離 された 酵 母 の 耐 糖 性 メカニズムに 関 する 研 究 浸 透 圧 の 高 い 食 品 に 生 育 する 酵 母 が 知 られている 食 塩 濃 度 の 高 い 醤 油 諸 味 か ら は Zygosaccharomyces rouxii や Candida versatilis などの 酵 母 が 分 離 される これらは 醸 造 食 品 の 特 徴 的 な 香 味 形 成 に 関 与 する 一 方 で 塩 蔵 品 や 糖 蔵 品 の 品 質 を 劣 化 さ せる 原 因 ともなる Saccharomyces cerevisiae の 浸 透 圧 耐 性 メカニズムとして HOG (high osmolarity glycerol response) 経 路 が 知 られている( 図 1) Sho1 と Sln1 の 2 種 類 の 浸 透 圧 センサーが 存 在 し セン サー Sho1 は MAP キナーゼキナーゼキナーゼ(MAPKKK)の Stel1 センサー Sln1 は MAPKKK の Ssk2 を 活 性 化 し 次 い で 共 通 の MAPKK である Pbs2 MAPK である Hog1 を 順 次 活 性 化 する 活 性 化 された Hog1 は 細 胞 核 に 移 行 して 転 写 因 子 を リン 酸 化 することでグリセロール 生 合 成 に 関 わる 酵 素 (Gpd1) やグリセロール 輸 送 体 (Fps1,Stl1)の 転 写 を 誘 導 する 当 研 究 室 ではカナダ 産 蜂 蜜 から Zygosaccharomyces mellis を 分 離 した Z. mellis は 分 類 上 1990 年 に Z. rouxii から 独 立 した 酵 母 である 両 者 の 浸 透 圧 耐 性 を 比 較 するため YM 培 地 に 高 濃 度 の NaCl またはグルコースを 添 加 して 培 養 したところ NaCl 添 加 においては Z. rouxii が 20% NaCl 存 在 下 でも 生 育 したのに 対 して Z. mellis は 10% 存 在 下 で 生 育 が 阻 害 された 一 方 グ ルコース 添 加 においては Z. mellis Z. rouxii ともに 80%グル コース 存 在 下 で 生 育 した このように Z. mellis は NaCl に 対 する 耐 性 は 見 られなかったがグルコースに 対 しては Z. rouxii と 同 等 の 耐 性 を 示 したことから 糖 に 特 異 的 な 応 答 機 構 があるこ とが 示 唆 された そこで Z. mellis の 耐 糖 性 メカニズムの 検 討 を 目 的 として 1%グルコース 含 有 培 地 と 50%グルコース 含 有 培 地 とで 生 育 させた Z. mellis の RNA-Seq を 行 った 解 読 され た 9674 遺 伝 子 を 用 いて 以 下 2 つの 解 析 を 行 った まず これまでに S. cerevisiae において 耐 糖 性 に 関 わるとさ れる 遺 伝 子 群 の 配 列 に 最 も 類 似 した Z. mellis の 配 列 を 抽 出 し その 発 現 変 動 をしらべた その 結 果 赤 丸 で 示 したタンパク 質 をコードする 遺 伝 子 群 は 培 地 中 のグルコース 含 有 量 に 関 わら ず 2 倍 以 下 の 発 現 変 動 であった( 図 1) これらはいずれもリン 酸 化 脱 リン 酸 化 により 浸 透 圧 シグナル 伝 達 を 行 うため Z. mellis にこの 経 路 が 存 在 したとしても 変 動 しないことが 予 測 された 一 方 青 矢 印 で 示 したフルクトース 1,6- ビスフォスファターゼ (FBP)およびホスホグルコノムターゼ(PGM)をコードする 遺 伝 子 は 発 現 が down-regulate され( 図 1 図 2) 糖 新 生 が 抑 17

17 1 制 されていることが 示 唆 された 次 に 1%グルコース 含 有 培 地 と 50%グルコース 含 有 培 地 と で 3 倍 以 上 発 現 が 変 動 した 遺 伝 子 を 抽 出 すると 250 遺 伝 子 であ り これらの 配 列 を 用 いて KEGG automatic annotation server (KAAS)による 代 謝 解 析 を 行 った(KEGG:Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) 表 1 に 示 したように グリシンや 分 岐 鎖 アミノ 酸 代 謝 に 関 わる 酵 素 コレステロールを 合 成 する メバロン 酸 経 路 の 律 速 酵 素 細 胞 壁 の 剛 性 や 出 芽 に 関 わるキチ ンシンターゼ 糖 質 分 解 酵 素 細 胞 分 裂 の 制 御 に 関 わる 遺 伝 子 トランスポーターをコードする 遺 伝 子 などの 発 現 が 変 動 し 高 糖 度 環 境 に 応 答 したと 考 えられた 今 後 は これらの 現 象 のトリガーとなった 遺 伝 子 を RNA- Seq データの 中 から 抽 出 し Z. mellis が 有 する 耐 糖 性 メカニズ ムの 解 明 を 行 うとともに 食 品 加 工 時 の 制 御 に 応 用 したい PGM FBP 2 RT-PCR 表 1 発 現 変 動 した 遺 伝 子 群 とそれに 関 わる 代 謝 経 路 Pathways Carbon metabolism Glyoxylate and dicarboxylate metabolism Valine, leucine, and isoleucine biosynthesis Fatty acid metabolism Terpenoid backbone biosynthesis Amino sugar and nucleotide sugar metabolism Genes Formic acid dehydrogenase Glycine hydroxymethyltransferase Dihydroxy-acid dehydratase Acyl-CoA synthetase Carnitine O-acetyl transferase Hydroxymethylglutaryl-CoA reductase Chitin synthase Starch sucrose metabolism Oxidative phosphorylation Maltase glucoamylase Ubiquinol-cytochrome reductase iron sulfur subunit Cytochrome C oxidase subunit Cell cycle / meiosis Calcium signaling pathway ABC transporter Nucleotide metabolism Cell division cycle complex Mitosis inhibitor protein kinase SWE1 Regulatory subunit for cdc7p protein kinase Major facilitator superfamily transporter Sugar-H + symporter Adenine nucleotide translocator of mitochondrial AT -bind- ATP-binding cassette ATP binding cassette DNA directed RNA polymerase subunit 村 清 司 ( 応 用 生 物 科 学 部 栄 養 科 学 科 ) 田 村 倫 子 ( 応 用 生 物 科 学 部 栄 養 科 学 科 ) 石 毛 太 一 郎 ( 生 物 資 源 ゲノム 解 析 センター) 18

18 シロイヌナズナ 塩 馴 化 能 欠 損 変 異 株 の 変 異 同 定 高 濃 度 の 塩 や 乾 燥 ストレスは 作 物 の 収 量 に 大 きな 影 響 を 及 ぼ すストレスです 近 年 のモデル 植 物 を 用 いた 研 究 により これ らのストレスに 対 して 耐 性 を 付 与 できる 遺 伝 子 も 明 らかとな り いくつかの 耐 塩 性 植 物 も 作 出 されています しかしながら まだ 実 用 に 耐 えうる 耐 性 の 獲 得 には 至 っていません 一 方 自 然 界 にはこれらのストレスに 対 して 極 めて 高 い 耐 性 を 示 す 植 物 が 存 在 します このような 自 然 界 で 高 い 耐 性 を 示 す 植 物 はどの ような 分 子 メカニズムを 用 いているのか 非 常 に 興 味 深 いもの の 適 した 実 験 材 料 がなく 不 明 のままです モデル 植 物 シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)は 世 界 中 に 1000 種 程 度 の accessions(エコタイプ)が 存 在 します 近 年 の 研 究 から 様 々な 表 現 型 に 大 きなバリエーションが 観 察 さ れることが 明 らかとなってきました また ゲノムシーケン サーなどの 技 術 革 新 により 多 くの accessions のゲノムシーク エンスと 遺 伝 子 多 型 が 公 開 され これらを 用 いた 分 子 遺 伝 学 的 解 析 の 基 盤 整 備 が 進 められています 先 行 研 究 において 350 種 のシロイヌナズナ accessions について 耐 塩 性 を 調 べたところ 海 水 と 同 程 度 の 塩 濃 度 でも 耐 性 を 示 す accessions を 見 いだしま した( 挿 入 図 ) この 極 度 の 耐 塩 性 を 示 すメカニズムを 生 理 学 的 に 解 析 したところ 生 育 に 影 響 を 与 えない 程 度 の 塩 ストレス を 一 定 期 間 経 ることで 海 水 程 度 の 塩 水 ( 浸 透 圧 )にも 耐 性 を 示 す 塩 馴 化 能 が 優 れていることが 明 らかとなりました 塩 馴 化 能 獲 得 に 至 るメカニズムを 明 らかにするため 塩 馴 化 を 有 する 耐 塩 性 accession, Zu-0 の 種 子 にイオンビームを 照 射 するこ とで 突 然 変 異 を 誘 導 し これらの 種 子 を 用 いて 塩 馴 化 能 が 欠 損 した 変 異 株 を 得 ました 本 研 究 では この 変 異 株 の 原 因 遺 伝 子 を 同 定 することを 目 的 に Zu-0 野 生 株 と 変 異 株 のゲノムシー クエンスを 解 読 します accessions 海 水 と 同 程 度 の 塩 ストレス 処 理 を 行 った 結 果 実 験 種 である Col-0 に 対 して Zu-0 は 極 めて 高 い 耐 性 を 示 す 太 治 輝 昭 ( 応 用 生 物 科 学 部 バイオサイエンス 学 科 ) ダイコンのゲノム 解 読 と 根 部 のトランスクリプトーム 解 析 アブラナ 科 ダイコン 属 Raphanus L. の 1 年 生 草 本 であるダイ コンは 豊 富 な 栄 養 価 と 機 能 性 成 分 を 含 むなど 利 用 価 値 が 高 く 世 界 中 で 栽 培 される 重 要 な 農 作 物 である 日 本 では 全 国 各 地 で 根 部 の 形 態 含 有 成 分 作 型 などに 幅 広 い 変 異 をもつ 在 来 品 種 が 育 種 され 遺 伝 子 資 源 としての 価 値 が 高 まっている 本 研 究 は ダイコンのゲノム 情 報 を 蓄 積 し 分 子 レベルでの 育 種 開 発 のための 基 盤 を 構 築 することを 目 的 としている はじめに 青 首 総 太 系 ダイコンについて 大 規 模 シーケンス データからゲノムのドラフト 配 列 ( 総 計 Mbp)を 構 築 し ゲノム 遺 伝 子 配 列 を 管 理 するダイコン 用 データベースを 整 備 した アブラナ 科 植 物 間 でのゲノム 比 較 と 系 統 解 析 から ダイ コン 属 と Brassica 属 の 分 岐 は 1670 万 年 前 頃 生 じ それに 先 立 つかあるいは 同 時 期 に ゲノムの 重 複 (3 倍 化 )が 生 じたこと が 推 定 された( 図 ) ゲノム 構 造 の 改 変 は アブラナ 科 の 主 要 作 物 を 含 む Brassica 属 やダイコン 属 の 多 様 化 に 寄 与 したと 考 え られた さらに 肥 大 性 や 辛 味 成 分 の 異 なるダイコンの 品 種 間 で 根 の 組 織 や 生 長 ステージごとに 発 現 する 遺 伝 子 を 網 羅 的 に 検 出 し 発 現 量 を 比 較 定 量 した 初 期 肥 大 が 生 じる 前 の 実 生 段 階 の 根 部 においては 細 胞 の 増 殖 や 分 化 を 誘 導 するカルシウムシグ ナル 代 謝 経 路 の 活 性 が 著 しく 上 昇 し シグナル 伝 達 ストレス 応 答 に 関 する 遺 伝 子 群 の 発 現 が 高 まっていた 肥 大 段 階 の 根 部 では 根 部 維 管 束 形 成 層 や 木 部 柔 組 織 を 中 心 にデンプン ショ 糖 代 謝 経 路 が 最 も 活 性 化 し 特 にショ 糖 代 謝 系 の 酵 素 遺 伝 子 が 根 の 肥 大 に 中 心 的 な 役 割 を 果 たしていることが 示 された また 細 胞 増 殖 が 抑 制 される 皮 層 組 織 では 特 に 根 の 肥 大 性 が 低 いダ イコンの 系 統 で リグニン 生 合 成 を 誘 導 する 代 謝 経 路 が 活 性 化 していた さらに ダイコンの 辛 味 成 分 合 成 に 関 わる GSL 生 合 成 関 連 遺 伝 子 酵 素 myrosinase 遺 伝 子 の 発 現 と これらを 制 御 する 転 写 因 子 の 発 現 パターンを 分 析 し 辛 味 物 質 合 成 に 関 与 する 主 要 な 遺 伝 子 群 を 同 定 した 三 井 裕 樹 ( 農 学 部 バイオセラピー 学 科 ) 小 松 憲 治 ( 短 期 大 学 部 生 物 生 産 技 術 学 科 ) Brassica rapa Arabidopsis 19

19 ホップの 香 気 成 分 生 合 成 に 関 与 する 遺 伝 子 群 の 解 析 ホップ(Humulus lupulus L.)は 雌 雄 異 株 のアサ 科 の 多 年 生 植 物 である ビールに 独 特 の 香 気 と 苦 みをもたらす 作 物 であり 主 生 産 国 はドイツ チェコ アメリカ 中 国 である 年 間 約 9 万 トンの 生 産 量 (2012 年 世 界 計 )は 主 要 作 物 に 比 べればず いぶんと 少 ない しかし ホップ 抜 きのビールは 考 えられない という 点 において 圧 倒 的 な 存 在 感 を 放 っている 古 くから 薬 用 植 物 として 利 用 され 近 年 は ホップ 成 分 が 生 活 習 慣 病 の 改 善 効 果 やアルツハイマー 病 の 発 症 抑 制 効 果 等 の 機 能 性 を 示 す 点 で も 注 目 されている ホップは 収 穫 まで 約 3 年 の 栽 培 期 間 を 要 するため 迅 速 な 形 質 判 別 を 目 的 に 分 子 遺 伝 学 的 手 法 が 積 極 的 に 導 入 されてきた ビールに 特 徴 的 な 苦 味 を 与 えるα 酸 (フム ロン) 含 量 に 基 づいた QTL 解 析 耐 病 性 因 子 の 遺 伝 地 図 DNA マーカーの 開 発 マイクロサテライトマーカーを 用 いた 品 種 の 系 統 解 析 などの 研 究 が 世 界 的 に 盛 んである これまで ホップの 品 質 は 苦 味 成 分 であるα 酸 含 量 を 元 に 評 価 されてきたが 近 年 の 消 費 者 の 嗜 好 性 の 多 様 化 に 伴 い ホッ プの 様 々な 芳 香 に 商 品 価 値 が 見 出 されるようになっている こ れらの 芳 香 は ホップ 球 果 の 苞 葉 の 特 殊 な 器 官 ルプリン 腺 において 作 られる 精 油 成 分 に 起 因 する 中 でも 特 徴 的 な 芳 香 をもつホップ 品 種 は 商 業 価 値 が 高 く その 開 発 はホップの 育 種 目 標 の 1 項 目 となっている 農 大 オホーツクキャンパス 生 物 生 産 学 科 では 寒 冷 地 農 場 に おいて 数 年 来 ホップ 栽 培 に 取 り 組 んでおり そのホップは 農 大 ブランドのビール 祝 に 使 用 されている また 食 品 香 粧 学 科 ではホップの 香 気 成 分 について 独 自 の 研 究 が 進 められてい た このような 背 景 からホップ 研 究 の 気 運 が 高 まっていた 我 々は 次 世 代 シークエンサーを 用 いて ホップ 球 果 が 多 様 な 成 分 を 生 成 する 分 子 メカニズムを 明 らかにする 研 究 を 計 画 し た 本 研 究 で 得 られた 知 見 をホップの 育 種 に 応 用 し 優 れた 芳 香 を 持 つホップ 品 種 の 育 種 に 発 展 することを 期 待 している 川 原 玲 香 ( 生 物 資 源 ゲノムセンター) 小 栗 秀 ( 生 物 産 業 学 部 生 物 生 産 学 科 ) 坂 本 光 ( 生 物 産 業 学 部 生 物 生 産 学 科 ) 吉 田 穂 積 ( 生 物 産 業 学 部 生 物 生 産 学 科 ) 伊 藤 博 武 ( 生 物 産 業 学 部 生 物 生 産 学 科 ) 妙 田 貴 生 ( 生 物 産 業 学 部 食 品 香 粧 学 科 ) 中 澤 洋 三 ( 生 物 産 業 学 部 食 品 香 粧 学 科 ) 上 本 允 大 (サッポロビール) マメ 科 植 物 の 生 産 するダイズシストセンチュウ 孵 化 促 進 物 質 応 答 遺 伝 子 の 探 索 ダイズシストセンチュウはマメ 科 植 物 に 寄 生 し 大 豆 生 産 に 被 害 を 及 ぼす 主 要 な 因 子 の 1 つとして 知 られている シストセ ンチュウは 土 壌 中 にシストと 呼 ばれる 状 態 で 存 在 し マメ 科 植 物 が 生 産 分 泌 する 物 質 に 応 答 して 孵 化 し 宿 主 植 物 へ 寄 生 栄 養 を 収 奪 する( 図 1) シストの 状 態 では 乾 燥 や 低 温 高 温 と いった 環 境 ストレスに 強 い 耐 性 を 示 すため 既 存 の 農 薬 を 用 い た 方 法 では 完 全 な 防 除 は 困 難 とされている 我 々はシストセン チュウ 新 規 防 除 法 の 開 発 のため シストセンチュウの 孵 化 過 程 や 宿 主 植 物 認 識 過 程 孵 化 促 進 物 質 の 生 合 成 の 研 究 を 行 ってい る そこで 次 世 代 シーケンサーを 用 いて 以 下 の 研 究 を 行 う シストに 孵 化 促 進 物 質 であるグリシノエクレピンを 暴 露 した 場 合 即 座 に 孵 化 するのではなく 孵 化 に 数 日 を 要 することから シストが 孵 化 促 進 物 質 を 受 容 後 新 たに 遺 伝 子 やタンパク 質 が 発 現 し 孵 化 が 起 こると 考 えられる そこで 本 研 究 ではシスト にグリシノエクレピンを 暴 露 し 経 時 的 な 遺 伝 子 発 現 変 動 を 網 羅 的 に 解 析 することで 孵 化 に 必 須 の 遺 伝 子 の 同 定 を 行 う マメ 科 植 物 は ダイズシストセンチュウの 孵 化 促 進 物 質 を 生 産 している しかし 何 故 マメ 科 植 物 が 自 身 の 生 育 に 不 利 と なる 孵 化 促 進 物 質 を 生 産 しているのかは 明 らかとなっていな い そこで 孵 化 促 進 物 質 の 植 物 における 効 果 を 明 らかにするた め マメ 科 植 物 のモデル 植 物 であるミヤコグサを 用 いてグリシ ノエクレピンを 処 理 し 遺 伝 子 発 現 変 動 を 解 析 することによっ て 植 物 における 孵 化 促 進 物 質 の 機 能 を 明 らかとする 1 伊 藤 晋 作 ( 応 用 生 物 科 学 部 バイオサイエンス 学 科 ) 20

20 ダイジョ(Dioscorea alata L.)の 葉 における 色 素 変 異 に 関 する 研 究 ダイジョ(Dioscorea alata L.)はヤマノイモ 属 の 食 用 種 の 一 種 であり アフリカや 熱 帯 アジア ラテンアメリカなど 広 い 地 域 で 栽 培 されている ポリフェノールをはじめとするファイト ケミカル( 植 物 微 量 成 分 )が 多 く 含 まれるほか ダイジョが 作 るアントシアニン 色 素 は 天 然 の 着 色 料 として 利 用 でき 付 加 価 値 を 付 けた 商 品 の 開 発 ができると 期 待 されている しかし ダイジョは 塊 茎 分 割 によって 繁 殖 させるため 栽 培 されている 植 物 体 はクローンであるにもかかわらず 種 内 には 多 様 な 遺 伝 的 変 異 が 観 察 される 2000 年 から 現 在 にかけて ダイジョの 地 方 品 種 沖 縄 A の 塊 茎 分 割 によるクローン 増 殖 を 継 続 し 繰 り 返 し 発 生 する 体 細 胞 変 異 の 系 譜 的 解 析 を 行 なってきた 結 果 沖 縄 A のクローン 増 殖 過 程 において アントシアニンが 増 減 する 色 素 変 異 が 繰 り 返 し 出 現 した また 2003 年 には 変 異 型 ( 濃 赤 )の 一 部 の 系 統 の 色 素 が 元 の 原 型 ( 薄 い 赤 )に 戻 る 復 帰 型 変 異 が 出 現 した 2009 年 には 変 異 型 の 一 つの 塊 茎 片 から 本 来 の 変 異 型 とともに アントシアニン 色 素 をほとんど 形 成 しない 新 変 異 型 ( 緑 )の 特 徴 をもつシュートが 発 生 した( 図 1) 古 く から 植 物 の 突 然 変 異 体 には 不 安 定 つまり 野 生 型 になる 復 帰 変 異 を 起 こすものが 知 られており 俗 に 枝 変 ( 易 変 性 変 異 )と 呼 ばれている これらの 変 異 は 花 卉 園 芸 の 分 野 で 特 に 花 色 の 研 究 が 盛 んに 行 われているが ダイジョにおいては ほとんど 行 われていないのが 現 状 である 原 因 不 明 の 色 素 変 異 が 頻 繁 に 生 じ 栽 培 普 及 の 隘 路 となっていることから 本 研 究 ではダイ ジョにおける 色 素 発 現 のメカニズム 解 明 にアプローチし 将 来 的 に 色 素 発 現 をコントロールできるようにすることを 目 的 とし ている 研 究 方 法 は 温 室 内 で 栽 培 した 濃 い 赤 色 の 変 異 型 および 緑 色 の 新 変 異 の 葉 を 試 料 とし フラボノールの 分 析 とともに アン トシアニンの 分 子 種 の 同 定 および 蓄 積 量 を 調 査 した また 次 世 代 シーケンサーによる mrna の 解 析 を 行 い アントシアニン 色 素 合 成 にかかわる 酵 素 群 の 発 現 量 を 比 較 した( 図 2) アントシアニンは 新 変 異 の 緑 色 の 葉 では 検 出 されず 変 異 型 の 赤 色 の 葉 でのみシアニジンが 検 出 された mrna の 発 現 量 は CHS CHI F3H F3 H DFR では 発 現 量 に 大 きな 差 はみ られなかったが シアニジンを 含 む 赤 色 の 葉 では 緑 色 の 葉 と 比 較 して ANS で 84 倍 UFGT では 38 倍 発 現 量 が 増 加 してい た この 結 果 は 赤 色 を 発 現 している 表 現 型 に 準 えた 結 果 となっ た また フラボノールの 分 析 結 果 から ケンフェロールおよ びケルセチンが 赤 緑 ともに 合 成 されていること CHS から DFR までのアントシアニン 合 成 経 路 の 構 造 遺 伝 子 の 発 現 には 大 きな 変 化 が 無 いことから ロイコアントシアニジンまでは 合 成 され 緑 色 の 葉 では 基 質 として 利 用 されないため 蓄 積 されてい ると 思 われる 以 上 のことから 表 現 形 質 に 見 られる 色 素 発 現 の 変 異 は 緑 色 の 葉 において ANS 遺 伝 子 の 発 現 が 抑 制 されていることに 起 因 し 復 帰 変 異 等 が 観 察 されることから トランスポゾンなど の 可 動 性 因 子 による 遺 伝 子 機 能 破 壊 もしくは DNA メチル 化 な どのエピジェネティック 変 異 による 発 現 抑 制 が 原 因 であると 考 えられた 現 在 までに ANS の cdna の 全 長 配 列 が 決 定 され 今 後 はゲノム DNA を 単 離 し 構 造 解 析 を 行 い 変 異 の 発 生 要 因 の 特 定 を 試 みる 2 飯 島 健 ( 応 用 生 物 科 学 部 生 物 応 用 化 学 科 ) 川 原 玲 香 ( 生 物 資 源 ゲノム 解 析 センター) 児 玉 浩 明 ( 千 葉 大 学 ) 野 口 治 子 ( 応 用 生 物 科 学 部 生 物 応 用 化 学 科 ) 内 野 昌 孝 ( 応 用 生 物 科 学 部 生 物 応 用 化 学 科 ) 高 野 克 己 ( 応 用 生 物 科 学 部 生 物 応 用 化 学 科 ) 1 A B C 21

21 研 究 発 表 実 績 論 文 発 表 Ishige T, Hara H, Hirano T, Kono T, Hanzawa K. Basic characterization of avian NK-lysin (NKL) from the Japanese quail, Coturnix japonica. Anim Sci J 85: 90-5 (2014) Arai-Kichise Y, Shiwa Y, Ebana K, Shibata-Hatta M, Yoshikawa H, Yano M, Wakasa K. Genome-Wide DNA Polymorphisms in Seven Rice Cultivars of Temperate and Tropical Japonica Groups. PLoS ONE 9 (1): e (2014) Sakai H, Kanamori H, Arai-Kichise Y, Shibata-Hatta M, Ebana K, Oono Y, Kurita K, Fujisawa H, Katagiri S, Mukai Y, Hamada M, Itoh T, Matsumoto T, Katayose Y, Wakasa K, Yano M, and Wu J. Construction of pseudomolecule sequences of the aus rice cultivar Kasalath for comparative genomics of Asian cultivated rice. DNA Research. (2013) in press Kobayashi H, Yanagisawa E, Sakashita A, Sugawara N, Kumakura S, Ogawa H, Akutsu H, Hata K, Nakabayashi K, Kono T. Epigenetic and transcriptional features of the novel human imprinted lncrna GPR1AS suggest it is a functional ortholog to mouse Zdbf2linc. Epigenetics. 8 (6): (2013) Shirane K, Toh H, Kobayashi H, Miura, Chiba H, Ito T, Kono T, Sasaki H. Mouse Oocyte Methylomes at Base Resolution Reveal Genome-Wide Accumulation of Non-CpG Methylation and Role of DNA Methyltransferases. PLoS Genetics. 9 (4): e (2013) Kobayashi H, Sakurai T, Miura F, Imai M, Mochiduki K, Yanagisawa E, Sakashita A, Wakai T, Suzuki Y, Ito T, Matsui Y, Kono T. High-resolution DNA methylome analysis of primordial germ cells identifies gender-specific reprogramming in mice. Genome Research. 23 (4): (2013) Tasaki H, Iwata H, Sato D, Monji Y, Kuwayama T. Estradiol has a major role in antrum formation of porcine preantral follicles cultured in vitro. Theriogenology. 79 (5): (2013) Endo M, Kawahara-Miki R, Cao F, Kimura K, Kuwayama T, Monji Y, Iwata H. Estradiol supports in vitro development of bovine early antral follicles. Reproduction. 143 (1): (2013) Takeo S, Goto H, Kuwayama T, Monji Y, Iwata H. Effect of maternal age on the ratio of cleavage and mitochondrial DNA copy number in early developmental stage bovine embryos. J Reprod Dev. 59 (2): (2013) Goto H, Iwata H, Takeo S, Nisinosono K, Murakami S, Monji Y, Kuwayama T. Effect of bovine age on the proliferative activity, global DNA methylation, relative telomere length and telomerase activity of granulosa cells. Zygote. 21 (3): (2013) Nishida H, Matsumoto T, Kondo S, Hamamoto M, Yoshikawa H. The early diverging ascomycetous budding yeast, Saitoella complicata, has three histone deacetylases belonging to the Clr6, Hos2, and Rpd3 lineages. J Gen Appl Microbiol. (2013) in press Yano K, Wada T, Suzuki S, Tagami K, Matsumoto T, Shiwa Y, Ishige T, Kawaguchi Y, Masuda K, Akanuma G, Nanamiya H, Niki H, Yoshikawa H, Kawamura F. Multiple rrna operons are essential for efficient cell growth and sporulation as well as outgrowth in Bacillus subtilis. Microbiology. 159 (11): (2013) Tsuda K, Kawahara-Miki R, Sano S, Imai M, Noguchi T, Inayoshi Y, Kono T. Abundant sequence divergence in the native Japanese cattle Mishima-Ushi (Bos taurus) detected using whole- 22

22 genome sequencing. Genomics. 102 (4): (2013) Takeo S, Kawahara-Miki R, Goto H, Cao F, Kimura K, Monji Y, Kuwayama T, Iwata H. Age-associated changes in gene expression and developmental competence of bovine oocytes, and a possible countermeasure against age-associated events. Mol Reprod Dev. 80 (7): (2013) Kawahara-Miki R, Sano S, Nunome M, Shimmura T, Kuwayama T, Takahashi S, Kawashima T, Matsuda Y, Yoshimura T, Kono T. Next-generation sequencing reveals genomic features in the Japanese quail. Genomics. 101 (6): (2013) Suzuki S, Hosomichi K, Yokoyama K, Tsuda K, Hara H, Yoshida Y, Fujiwara A, Mizutani M, Shiina T, Kono T, Hanzawa K. Primary analysis of DNA polymorphisms in the TRIM region (MHC subregion) of the Japanese quail, Coturnix japonica. Animal Science Journal. 84 (1): (2013) Akanuma G, Ishibashi H, Miyagawa T, Yoshizawa R, Watanabe S, Shiwa Y, Yoshikawa H, Ushio K, Ishizuka M. EliA facilitates the induction of lipase expression by stearyl alcohol in Ralstonia sp. NT80. FEMS Microbiol Lett. 339 (1): (2013) Ohbayashi R, Watanabe S, Kanesaki Y, Narikawa R, Chibazakura T, Ikeuchi M, Yoshikawa H. DNA replication depends on photosynthetic electron transport in cyanobacteria. FEMS Microbiol Lett. 344 (2): (2013) Han X, Shiwa Y, Itoh M, Suzuki T, Yoshikawa H, Nakagawa T, Nagano H. Molecular cloning and sequence analysis of an extracellular protease from four Bacillus subtilis strains. Biosci Biotechnol Biochem. 77 (4): (2013) Iwata T, Kaneko S, Shiwa Y, Enomoto T, Yoshikawa H, Hirota J. Bacillus subtilis genome vector-based complete manipulation and reconstruction of genomic DNA for mouse transgenesis. BMC Genomics. 14 (1): 300. (2013) Aoki K, Shiwa Y, Takada H, Yoshikawa H, Niki H. Regulation of nuclear envelope dynamics via APC/C is necessary for the progression of semi-open mitosis in Schizosaccharomyces japonicus. Genes Cells. 18 (9): (2013) Sakamoto M, Tanaka N, Shiwa Y, Yoshikawa H, Ohkuma M. Draft Genome Sequences of Porphyromonas crevioricanis JCM 15906T and Porphyromonas cansulci JCM 13913T Isolated from a Canine Oral Cavity. Genome Announc. 1 (4): e (2013) Yano K, Wada T, Suzuki S, Tagami K, Matsumoto T, Shiwa Y, Ishige T, Kawaguchi Y, Masuda K, Akanuma G, Nanamiya H, Niki H, Yoshikawa H, Kawamura F. Multiple rrna operons are essential for efficient cell growth and sporulation as well as outgrowth in Bacillus subtilis. Microbiology. 159 (Pt 11): (2013) Shimizu-Kadota M, Kato H, Shiwa Y, Oshima K, Machii M, Araya-Kojima T, Zendo T, Hattori M, Sonomoto K, Yoshikawa H. Genomic features of Lactococcus lactis IO-1, a lactic acid bacterium that utilizes xylose and produces high levels of L-lactic acid. Biosci Biotechnol Biochem. 77 (9): (2013) Shiwa Y, Matsumoto T, Yoshikawa H. Identification of laboratory-specific variations of Bacillus subtilis strains used in Japan. Biosci Biotechnol Biochem. 77 (10): (2013) Machii M, Watanabe S, Zendo T, Chibazakura T, Sonomoto K, Shimizu-Kadota M, Yoshikawa H. Chemically defined media and auxotrophy of the prolific l-lactic acid producer Lactococcus lactis IO-1. J. Biosci. Bioeng. 115: (2013) Takeo S, Sato D, Kimura K, Monji Y, Kuwayama T, Kawahara-Miki R, Iwata H. Resveratrol Improves the Mitochondrial Function and Fertilization Outcome of Bovine Oocytes. J Reprod 23

23 Dev. (2013) in press Matsubayashi H, Hanzawa K, Kono T, Ishige T, Gakuhari T, Lagan P, Sunjoto I, Sukor JRA, Sinun W, Ahmad H. First molecular data on Bornean banteng Bos javanicus lowi (Cetartiodactyla, Bovidae) from Sabah, Malaysian Borneo. Mammalia. (2014) in press 学 会 セミナー 等 での 発 表 国 内 学 会 石 毛 太 一 郎 平 野 貴 原 ひろみ 万 年 英 之 半 澤 惠 ニホンウズラ Avian β-defensin(cjavbd)の 遺 伝 学 的 解 析 Yu Kanesaki, Keigo Ozawa, Marie Suzuki, Yuh Shiwa, Satoru Watanabe, Hirofumi Yoshikawa Resequencing analyses of laboratory strains of Synechococcus elongatus PCC 重 信 直 人 兼 崎 友 渡 辺 智 千 葉 櫻 拓 吉 川 博 文 単 細 胞 紅 藻 Galdieira sulphuraria 新 規 単 離 株 における 糖 添 加 時 の 細 胞 応 答 の 解 析 中 東 憲 治 高 井 幸 志 波 優 兼 崎 友 吉 川 博 文 森 浩 禎 冨 田 勝 遺 伝 子 レベル コドンレベルでの 翻 訳 効 率 解 析 小 田 しおり 重 信 直 人 兼 崎 友 渡 辺 智 千 葉 櫻 拓 三 角 修 己 黒 岩 常 祥 吉 川 博 文 極 限 環 境 紅 藻 の 新 規 単 離 と 重 金 属 イオン 耐 性 に 関 わる 遺 伝 子 の 探 索 布 目 三 夫 只 野 亮 中 野 幹 治 川 原 玲 香 河 野 友 宏 高 橋 慎 司 川 嶋 貴 治 藤 原 哲 韮 澤 圭 二 郎 水 谷 誠 松 田 洋 一 マイクロサテライトマーカーと mtdna を 用 いたニホンウズラの 遺 伝 的 特 性 の 解 析 小 林 久 人 柳 澤 永 吉 坂 下 陽 彦 菅 原 直 子 熊 倉 紫 織 小 川 英 彦 阿 久 津 英 憲 秦 健 一 郎 中 林 一 彦 河 野 友 宏 刷 り 込 み 遺 伝 子 クラスター 領 域 GPR1-ZDBF2 における lncrna を 介 したエピジェネティクス 制 御 機 構 とヒト マウスゲノム 間 の 保 存 性 松 井 大 輔 川 原 玲 香 岸 靖 典 齊 藤 隆 和 河 野 友 宏 齊 藤 英 和 次 世 代 シークエンサーを 用 いた 卵 丘 細 胞 発 現 遺 伝 子 リストの 作 製 と 抗 セントロメア 抗 体 陽 性 高 度 不 妊 症 例 の 原 因 究 明 への 応 用 ) 只 野 亮 布 目 三 夫 水 谷 誠 川 原 玲 香 韮 澤 圭 二 郎 藤 原 哲 高 橋 慎 司 川 嶋 貴 治 河 野 友 宏 松 田 洋 一 ニホンウズラの 新 規 マイクロサテライト DNA マーカーの 開 発 ならびに 遺 伝 資 源 の 特 性 評 価 への 応 用 24

24 布 目 三 夫 只 野 亮 中 野 幹 春 川 原 玲 香 河 野 友 宏 藤 原 哲 韮 澤 圭 二 郎 水 谷 誠 松 田 洋 一 マイクロサテライトマーカーを 用 いたニホンウズラの 野 生 集 団 および 家 禽 化 集 団 における 遺 伝 的 多 様 性 の 調 査 原 聡 史 川 原 玲 香 尾 畑 やよい 河 野 友 宏 マウス 卵 母 細 胞 におけるゲノム 刷 込 みの 分 子 機 構 川 原 玲 香 神 作 宜 男 河 野 友 宏 桑 山 岳 人 比 較 ゲノム 解 析 によるニワトリの 就 巣 行 動 発 現 制 御 に 関 わる 変 異 の 探 索 只 野 亮 布 目 三 夫 水 谷 誠 川 原 玲 香 河 野 友 宏 藤 原 哲 松 田 洋 一 実 験 用 ウズラ 5 系 統 の 遺 伝 的 多 様 性 ならびに 系 統 相 互 の 遺 伝 的 分 化 只 野 亮 韮 澤 圭 二 郎 布 目 三 夫 水 谷 誠 川 原 玲 香 河 野 友 宏 藤 原 哲 松 田 洋 一 新 たに 開 発 したマイクロサテライト DNA マーカーによる 野 生 系 ウズラの 遺 伝 的 特 性 評 価 NGS 3 川 原 玲 香 比 較 ゲノム 解 析 によるニワトリの 就 巣 行 動 発 現 制 御 に 関 わる 変 異 の 探 索 飯 島 健 バビルパチャキル 井 土 岳 松 原 紀 嘉 川 原 玲 香 野 口 治 子 内 野 昌 孝 高 野 克 己 次 世 代 シーケンサーを 用 いたダイジョ(Dioscorea alata L.)の 葉 におけるフラボノイド 合 成 系 遺 伝 子 発 現 量 の 変 動 解 析 小 林 久 人 マウス 生 殖 細 胞 における 全 ゲノム 包 括 的 DNA メチローム 解 析 ( 奨 励 賞 受 賞 ) 岸 靖 典 川 原 玲 香 松 井 大 輔 齊 藤 隆 和 河 野 友 宏 齊 藤 英 和 卵 丘 細 胞 の 網 羅 的 遺 伝 子 発 現 解 析 による 卵 子 卵 丘 細 胞 複 合 体 の 成 熟 に 関 与 する 遺 伝 子 の 同 定 PacBio 兼 崎 友 吉 川 博 文 微 生 物 ゲノム 解 析 における PacBio の 使 用 例 国 際 学 会 International Symposium: Matryoshka-type Evolution of Eukaryotic Cells Kanesaki Y, Misumi O, Watanabe S, Kuroiwa T, Yoshikawa H. 25

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