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京都大学霊長類研究所　年報

vol. 48　2017年度の活動

ゲノム進化分野

＜研究概要＞

霊長類の精子形成の細胞学的解析

平井啓久、今村公紀

過去22年間で収集した10種32個体の精子形成プロセスを段階的に解析し、霊長類の精子形成における基盤的特性を把握した。具体的には、精子形成に深く関わるセルトリ細胞に焦点をあて、その動態と精子形成の開始と精子完成との関わりを検討した。精子形成の開始には、細胞骨格タンパク質ビメンチンの発現増加に伴うセルトリ細胞の増大と、細胞内の核小体形成部位の発現増加を伴うことが確認された。また、セルトリ細胞のサイズや動態は種特異的であることが観察された。

ヨザルのY染色体の進化

平井百合子、早川卓志（ワイルドライフサイエンス研究部門）、綿貫宏史朗（思考言語分野）、古賀章彦（細胞生理分野）、平井啓久

ヨザルのAotus azarae boliviensis (AAB)はY染色体が常染色体（A+Y）と融合していることが知られている。その機序を明らかにするため、独立したY染色体を持つAotus griseimembra のY染色体（Y）（日本モンキーセンターより提供）とAABのA+Yの二つの彩色プローブを顕微切断法によって作製し、相互比較解析をおこなった。その他の新世界ザル５種のY染色体とも比較解析し、進化的意義について解析した。

旧世界ザル苦味受容体の多型解析

鈴木-橋戸南美、早川卓志（ワイルドライフサイエンス研究部門）、辻大和（社会進化分野）、Laurentia Henrieta Permita Sari Purba、Sarah Nila, Kanthi Arum Widayati、Bambang Suryobroto（以上ボゴール農科大学）、梅村美穂子、今井啓雄

パガンダラン地域において個体識別されているジャワルトンと研究所内のアカゲザル・ニホンザルについて苦味受容体TAS2Rの遺伝子多型解析を行った。中立領域との比較を行った結果、苦味受容体の機能を維持する選択圧が高いことが示唆された。

甘味受容の行動と受容体の関連

西栄美子、鈴木-橋戸南美、早川卓志（ワイルドライフサイエンス研究部門）、辻大和（社会進化分野）、Bambang Suryobroto（ボゴール農科大学）、今井啓雄

受容体の機能解析と行動実験によりコロブス類の甘味感受性を比較した。コロブス類のTAS2R2/TAS2R3はスクロースやマルトース等の糖類に対して反応がほとんど見られないことがわかった。また、行動実験でもこれらの糖類に対する嗜好性がほとんど観察されなかった

キツネザル類の苦味受容体の機能解析

糸井川壮大、鈴木-橋戸南美、早川卓志（ワイルドライフサイエンス研究部門）、今井啓雄

キツネザル類の苦味受容体TAS2R16の機能解析を行った。種間に機能の差が観察されたため、その差を生み出すアミノ酸残基を同定した。

酸味受容体の機能解析

河本悠吾、鈴木-橋戸南美、伯川美穂、石丸喜朗（明治大学）今井啓雄

オランウータンの酸味受容体候補PKD1L3/PKD2L1のクローニングと機能解析を行った。PKD1L3の遺伝子構造はマウスに近く、PKD2L1の遺伝子構造はヒトに類似していた。三種間での機能を比較したところ、オランウータンのPKD1L3/PKD2L1では酸に反応しないがヒトPKD2L1と同様に、オランウータンのPKD2L1とマウスPKD1L3を共発現すると酸に応答した。

スラウェシマカク類のゲノム解析

Yan Xiaochan、寺井洋平（総合研究大学院大学）、Kanthi Arum Widayati、Bambang Suryobroto（以上ボゴール農科大学）、鈴木-橋戸南美、今井啓雄

短期間に種分化したスラウェシマカクについて、ゲノム解析を進めている。TAS2R38についてはいくつかの種で特異的な変異が見つかったため、行動実験と機能解析実験をしたところ、機能が減弱していることが判明した。

霊長類におけるグリア機能の解析

伯川美穂、北島龍之介、Felix Beyer（Heinrich Heine University）、今村公紀、平井啓久、今井啓雄

霊長類におけるグリア機能について、ゲノム解析や細胞分離、培養実験によりモデル霊長類の同定を進めている。MACSによりアストロサイト、ミクログリア、オリゴデンドロサイトを分離し、RNAseqにより特異的な発現を示す遺伝子群を同定した。また、iPS細胞からの誘導系を用いた研究を国際共同研究として進めている。

消化管内味覚受容体の発現解析

伯川美穂、今井啓雄

消化管内で味覚受容体やその関連分子の発現解析を、RNAscopや免疫組織染色等により進めている。マカク類については、ヒトと同様の発現パターンが得られたことから、ヒトのモデルとして比較できる可能性を示した。

霊長類iPS細胞を用いた神経発生動態の解析

北島龍之介、仲井理沙子、今井啓雄、平井啓久、今村公紀

チンパンジーiPS細胞の初期神経発生動態に注目し、遺伝子発現や分化能獲得の変遷について継時的解析を行った。また、ニホンザルiPS細胞の安定培養を確立し、性状解析と三胚葉・神経幹細胞への分化誘導を行った。

チンパンジーiPS細胞を用いた生殖細胞分化誘導

岡田佐和子、今村公紀

チンパンジーiPS細胞から始原生殖細胞を分化誘導する試みとして、初期中胚葉様細胞の誘導と解析を行った。また、共同研究を通じて始原生殖細胞を可視化するレポーター遺伝子を導入したチンパンジーiPS細胞を作製した。

マカクザル精巣の生後発育の動態解析

黒木康太、今村公紀

アカゲザル精巣の生後発育について組織サイズや構造の成長過程を観察し、細胞周期関連遺伝子の発現解析を行った。

＜研究業績＞

原著論文

Fukuda K, Inoguchi Y, Ichiyanagi K, Ichiyanagi T, Go Y, Nagano M, Yanagawa Y, Takaesu,N, Ohkawa Y, Imai H, Sasaki H (2017) Evolution of the sperm methylome of primates is associated with retrotransposon insertions and genome instability. Hum Mol Genet. 26, 3508-3519.

＃Jung YD, Lee HE, Jo A, Imai H, Cha HJ, Kim HS (2017)Activity analysis of LTR12C as an effective regulatory element of the RAE1 gene GENE,634,22-28.

＃Katayama K, Nonaka Y, Tsutsui K, Imai H, Kandori H. (2017) Spectral Tuning Mechanism of Primate Blue-Sensitive Visual Pigment Elucidated by FTIR Spectroscopy. Sci. Rep 7, 4904.

Koga A, Tanabe H, Hirai Y, Imai H, Imamura M, Oishi T, Stanyon R, Hirai H. Co-Opted Megasatellite DNA Drives Evolution of Secondary Night Vision in Azara’s OwlMonkey. Genome Biology and Evolution 9(7): 1963-1970 (2017)

Nishihara H, Stanyon R, Kusumi J, Hirai H, Koga A (2018) Evolutionary origin of OwlRep, a megasatellite DNA associated with adaptation of owl monkeys to nocturnal lifestyle. Genome Biology and Evolution, 10 (1): 157-165.

Tatsumoto S, Go Y, Fukuta K, Noguchi H, Hayakawa T, Tomonaga M, Hirai H, Matsuzawa T, Agata K, Fujiyama A (2017) Direct estimation of de novo mutation rates in a chimpanzee parent-offspring trio by ultra-deep whole genome sequencing. Scientific Reports, 7, 13561.

Terai Y, Miyagi R, Aibara M, Mizoiri S, Imai H, Okitsu T, Wada A, Takahashi-Kariyazono S, Sato A, Tichy H, Mrosso H, Mzighani S, Okada N (2017) Visual adaptation in Lake Victoria cichlid fishes: depth-related variation of color and scotopic opsins in species from sand/mud bottoms BMC Evolutionary Biology 17, 200.

Tosi AJ, Hirai H (2017) X chromosome introgression and recombination in the cephus group of Cercopithecus monkeys. Cytogenet Genome Res.

学会発表

平井啓久. 染色体末端ヘテロクロマチン塊の進化的意義. 第19回日本進化学会. 京都. 2017/8/25.

平井啓久, 平井百合子, 森本真弓, 兼子明久, 釜中慶朗, 古賀章彦. 種間雑種効果による染色体変異：ヨザルの種間雑種で発見された新奇染色体変異. 第33回日本霊長類学会. 福島. 2017/7/17.

糸井川壮大, 早川卓志, 鈴木-橋戸南美, 今井啓雄, 平井啓久. キツネザル類における苦味受容体TAS2R16の遺伝的・機能的多様性. 第33回日本霊長類学会大会. 福島.2017/7/15-17.

糸井川壮大, 早川卓志, 鈴木-橋戸南美, 今井啓雄. キツネザル類における苦味受容体TAS2R16の機能. 第62回プリマーテス研究会. 犬山. 2018/1/27-28.

糸井川壮大, 鈴木-橋戸南美, 早川卓志, 今井啓雄, 平井啓久. キツネザル類における苦味受容体TAS2R16のβグリコシド受容の多様性. 日本味と匂学会第51回大会. 神戸.2017/9/25-27.

黒木康太, 今村公紀. Molecular mechanisms underlying the postnatal testis development in non-human primates. 日本進化学会第19回大会. 京都. 2017/8/26.

黒木康太, 今村公紀. 非ヒト霊長類における精巣の生後発達を制御する分子基盤の解明. 2017年度生命科学系学会合同年次大会（ConBio2017）. 神戸. 2017/12/7.

黒木康太, 今村公紀. 非ヒト霊長類における精巣の生後発達を制御する遺伝子群の特定. 第62回プリマーテス研究会. 犬山. 2018/1/27.

黒木康太, 大貫茉里, 北島龍之介, 仲井理沙子, 平井啓久, 今井啓雄, 中川誠人, 今村公紀. ニホンザルiPS細胞の作製. Cryopreservation Conference 2017. つくば. 2017/11/1.

Kuroki K, Okada S, Imamura M. Molecular mechanisms underlying the postnatal testis development in non-human primates. Fourth World Congress of Reproductive Biology (WCRB2017). Okinawa. 2017/9/29.

仲井理沙子, 北島龍之介, 馬場庸平, 平井啓久, 今井啓雄, 岡野栄之, 今村公紀. チンパンジーiPS細胞を用いた神経幹細胞の分化誘導と発生動態の解明. 日本進化学会第19回大会. 京都. 2017/8/26.

仲井理沙子, 北島龍之介, 馬場庸平, 平井啓久, 今井啓雄, 岡野栄之, 今村公紀. チンパンジーiPS細胞を用いた神経幹細胞の分化誘導と発生動態の解明. 2017年度生命科学系学会合同年次大会（ConBio2017）. 神戸. 2017/12/6.

仲井理沙子, 北島龍之介, 馬場庸平, 平井啓久, 今井啓雄, 岡野栄之, 今村公紀. チンパンジーiPS細胞を用いた神経幹細胞の分化誘導と発生動態の解明. 第62回プリマーテス研究会. 犬山. 2018/1/27.

仲井理沙子, 北島龍之介, 馬場庸平, 平井啓久, 今井啓雄, 岡野栄之, 今村公紀. ヒトの脳進化を駆動する分子基盤に迫る！－ヒト/チンパンジーiPS細胞を用いた神経発生動態の比較解析－. 第7回超異分野学会. 東京. 2018/3/2-3.

仲井理沙子, 北島龍之介, 平井啓久, 今井啓雄, 岡野栄之, 今村公紀. チンパンジーiPS細胞を用いた神経幹細胞の分化誘導と発生動態の解明. 日本遺伝学会第89回大会. 岡山. 2017/9/14.

西栄美子, 鈴木－橋戸南美, 早川卓志, 辻大和, Suryobroto B, 今井啓雄. 葉食性霊長類（コロブス亜科）における甘味受容体の機能解析． 日本味と匂学会第51回．神戸. 2017/9/25-27.

岡田佐和子, 伊藤達矢, 黒木康太, 今村公紀. 霊長類子供期に特有な生殖細胞の運命決定と分子機構. 日本進化学会第19回大会. 京都. 2017/8/26.

岡田佐和子, 伊藤達矢, 黒木康太, 新明洋平, 川崎洋志, 佐々木えりか, 今村公紀. 霊長類子供期に特有な生殖細胞の運命決定と分子機構. 2017年度生命科学系学会合同年次大会（ConBio2017）. 神戸. 2017/12/7.

岡田佐和子, 伊藤達矢, 黒木康太, 新明洋平, 川崎洋志, 佐々木えりか, 今村公紀. 霊長類子供期に特有な生殖細胞の運命決定と分子機構. 第62回プリマーテス研究会. 犬山. 2018/1/27.

岡田佐和子, 今村公紀. 生殖細胞に秘められたヒト進化の謎に迫る ~チンパンジーiPS細胞を用いた生殖細胞分化誘導~. 第7回超異分野学会. 東京. 2018/3/2-3.

岡田佐和子, 仲井理沙子, 北島龍之介, 黒木康太, 今村公紀. 霊長類における幹細胞研究 ～ニホンザルiPS細胞を使った新しいアプローチ～ . 第16回ニホンザル研究セミナー. 京都. 2017/6/10.

鈴木-橋戸南美. 霊長類における苦味感覚の多様性. 日本味と匂学会第51会大会. 神戸. 2017/9/25-27.

鈴木-橋戸南美, 早川卓志, 辻大和, Purba LHPS, Nila S, Widayati KA, Suryobroto B, 今井啓雄. 旧世界ザルの苦味受容体遺伝子の適応的進化. 第33回日本霊長類学会大会. 福島. 2017/7/15-17.

Yan X, Widayati KA, Suryobroto B, Terai Y, Imai H. Species-specific mutation of two species of Sulawesi Macaques. The 62th primate conference. Japan monkey center. Inuyama. 2018/1/27-28.

Yan X, Widayati KA, Suzuki-Hashido N, Purba LHPS, Suryobroto B, Terai Y, Imai H. Functionally species-specific mutation among Sulawesi Macaques & Characterization of the TAS2R38 bitter taste receptor for phenylthiocarbamide (PTC) of two species of Sulawesi Macaques. The 8th PWS symposium. Inuyama. 2017/9/26-28.

Yan X, Widayati KA, Suzuki-Hashido N, Purba LHPS, Suryobroto B, Terai Y, Imai H, Characterization of bitter taste sensitivity of two species of Sulawesi Macaques. The 9th PWS symposium. Kyoto. 2018/3.

Yan X, Widayati KA, Suzuki-Hashido N, Purba LHPS, Suryobroto B, Bajeber F, Terai Y, Imai H. Species-specific mutation among Sulawesi Macaques: Characterization of the TAS2R38 bitter taste receptor for phenylthiocarbamide (PTC) of two species of Sulawesi Macaques. The CETbio core-to-core workshop. Bogor. Indonesia. 2017/10.

Yan X, Widayati KA, Suzuki-Hashido N, Purba LHPS, Suryobroto B, Bajeber F, Terai Y, Imai H. Species-specific mutation among Sulawesi Macaques: Characterization of the TAS2R38 bitter taste receptor for phenylthiocarbamide (PTC) of two species of Sulawesi Macaques. The 16th International Symposium on Molecular and Neural Mechanisms of Taste and Olfactory Perception. Fukuoka. 2017/11.

Yan X, Wu C, Zhang P, Imai H. Based on Noninvasive Sampling for Establishing Kinship Network in Free-ranging Macaca mulatta brevicaudus in Nanwan Peninsula, Hainan Island, China. The 33th congress of Primate Society of Japan. Fukushima. 2017/715-17.

講演

Imai H. Taste receptors and feeding behaviors as a target of molecular biology of primates. International symposium on Genomics and Cell Biology of Primates. Inuyama. 2018/3/24.

Imai H. Receptor-ligand interaction in various types of primates. Kyoto International Symposium on Virus-Host Coevolution /Human-Nature Interplacement Life Science. Kyoto. 2017/11/13.

Imai H, Suzuki-Hashido N, Nishi E, Hayakawa T, Hirai H, Purba LHPS, Widayati KA, Suryobroto B. Functional and behavioral analysis of primate bitter and sweet taste receptors. The 16th International Symposium on Molecular and Neural Mechanisms of Taste and Olfactory Perception. Fukuoka. 2017/11/3-4.

今井啓雄. ヒトとサルの味覚と遺伝子. 夏の学び舎. 2017/7/25.

今井啓雄. 霊長類グリアアセンブリの関連遺伝子変異探索. 第40回日本神経科学大会シンポジウム. 2017/7/20.

今井啓雄. 霊長類の中でのヒトの特徴‐ゲノムや細胞でどこまでチャレンジできるか‐.第33回日本霊長類学会大会自由集会. 福島. 2017/7/15.

Imai H. Functional diversity of primate GPCR-type sensory receptors. International Symposium on Biophysics of Rhodopsin. Kyoto. 2017/5/12.

Imamura M. Evolutional Developmental Biology with Primate Stem Cells. International symposium on Genomics and Cell Biology of Primates. Inuyama. 2018/3/24.

今村公紀. 研究は流浪とともに～水、カイコ、iPS細胞、進化～. 学生のためのキャリア発見シンポジウム「先人たちの研究人生解体新書」. 京都. 2017/10/7.

今村公紀. 霊長類iPS細胞を用いたヒトの進化発生生物学. 第89回日本遺伝学会. 岡山. 2017/9/15.

今村公紀. 金沢発・大学教員への路 ～「iPS細胞×進化」研究者のケースレポート～. 金沢大学自然システム学類講演会. 石川. 2017/7/25.

今村公紀. 霊長類生殖細胞の発育生物学とiPS細胞を用いたヒトの進化生物学/進化医学. 金沢大学自然システム学類生物学コース講演会. 石川. 2017/7/24.

今村公紀. -霊長類版-『iPS細胞』を使ってできること. 第40回京大モンキー日曜サロン. 犬山. 2017/8/27.

今村公紀. Evolutional Developmental Biology and Medicine with Primate Stem Cells. 総合研究大学院大学先導科学研究科2017年度先導科学考究. 神奈川. 2017/6/13.

Suzuki-Hashido N. Genetic and functional diversity of bitter taste receptors in the Old World Monkeys.共同利用研究会 霊長類のゲノムと細胞研究. Inuyama. 2018/3/24.

Suzuki-Hashido N, Hayakawa T, Tsuji Y, Purba LHPS, Nila S, Widayati KA, Suryobroto B, Imai H. Evolution of bitter taste receptor genes in the Old World Monkeys. The 6th International Workshop on Tropical Biodiversity and Conservation. Bogor (Inonesia).2017/10/16-17.

総説

今井啓雄 (2017) 味覚受容体の進化と多様性. アグリバイオ 1, 89-91.

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