Genetic diversity of longtail macaques (Macaca fascicularis) on the island of Mauritius: An assessment of nuclear and mitochondrial DNA polymorphisms

Yoshi Kawamoto, Sakie Kawamoto, Kiyoaki Matsubayashi, Ken Nozawa, Tsuyoshi Watanabe, Mary-Ann Stanley and Dyah Perwitasari-Farajallah

At present, longtail macaques (Macaca fascicularis) bred in and exported from Mauritius are frequently used in biomedical research. This African colony of Asian macaques is the result of human introduction, probably during the Dutch occupation, or even the preceding Portuguese occupation of the island in the late 16th or early 17th century. This population has low MHC gene diversity, and is thus regarded as a valuable resource for research. We investigated the genetic diversity of this population using multiple molecular markers located in mitochondrial DNA and microsatellite DNA loci on the autosomes and the Y chromosome. The aims of this study were to determine: 1) whether the population on the island of Mauritius is panmictic or structured, 2) whether the population retains any sign of founding from Asia, 3) where the ancestors of this population originated from. We tested samples from 82 individuals taken from seven study sites. For microsatellite DNA typing, we examined a total of ten loci known in the human genome. All autosomal microsatellite loci investigated in this study were polymorphic, with 4-10 alleles. The estimates of diversity measured using the expected proportion of heterozygosity for the whole island population ranged 33.6 - 82.6%. For the Y chromosome, we examined three loci. No size polymorphism was detected at any of the three Y chromosomal microsatellite loci. Partial sequences of the mtDNA non-coding region revealed two types of mtDNA. We found this population to be panmictic, with a low degree of genetic variability. Weak gametic disequilibrium was observed, suggesting decay of nonrandom associations between genomic genes at the time of founding. On the basis of an mtDNA phylogeny, we inferred that these macaques’ ancestors originated from Java in Asia. The results suggest that macaques bred in Mauritius are valuable as model animals for biomedical research because of their genetic homogeneity.

J Med Primatol 37(1): 45-54 (2008)

　アフリカのモーリシャス島で繁殖、供給されるカニクイザルは医学生物学の研究で現在盛んに利用されている。このアジア起源のアフリカのマカクコロニーは、おそらく16世紀末から17世紀初頭のオランダ植民地ないしはポルトガル植民地時代に人為導入で成立したものである。この集団は主要組織適合遺伝子複合体（MHC）遺伝子の多様性が低く、研究上有用とみなされている。 　本研究では、この集団の遺伝的多様性をミトコンドリアDNA、マイクロサテライトDNA（常染色体とＹ染色体）の分子マーカーにより調査した。1)島内の集団構造に分節化が認められるか、2)アジアからの移入の痕跡が遺伝的特徴に残っているか、3)祖先の起源はどこか、の判定を研究の目的とした。分析は島内の７地点で採取した82個体の試料について行った。 　常染色体のマイクロサテライトDNAでは、調べた10座位のすべてで多型を確認し、座位当たり4-10個の対立遺伝子を検出した。島全体で座位当たりの多様性（heterozygosity）は33.6-82.6％であった。Ｙ染色体は、調べた３座位に変異が認められず均質であった。ミトコンドリアDNAは非コード領域の塩基配列を比べ、島内に２タイプを検出した。 　解析の結果、島全体がひとつの繁殖集団を形成し、遺伝的変異性が低いと評価した。島集団ではgametic disequilibrium（別座位の遺伝子間の組合わせの不平衡状態）の兆候が弱く、アジアからの導入時に存在した可能性のあるゲノム遺伝子間の組合わせの偏りが消えていることが示唆された。ミトコンドリアDNA配列に基づく分子系統解析により、起源地はインドネシアのジャワ島と推定した。以上の結果は、モーリシャス島で繁殖、供給されるカニクイザルは全体の遺伝的均質性が高く、医学生物学研究のモデル動物として有用であることを示している。

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