Adaptive evolution/change in mammals to exogenous chemicals (xenobiotics)

我々はこれまでの研究により、高次の動物が外来性の化学物質（Xenobiotics）への「適応」ために、化学物質の代謝や排泄など、解毒のカスケードに沿って薬物 代謝酵素などの一連の多様性を発展させてきたとの仮説を立てた。化学物質感受性には多様性があり、解毒代謝酵素の解析から、この多様性獲得の主要因は食餌 由来の化学物質である可能性を報告した。本研究では食性の観点および重度環境汚染域に棲息する動物を中心に、哺乳類が日常的に曝露される化学物質にどのように適応してきたのか、多様な種を用いてその進化を機能面から明らかにする。これまでの研究で構築してきた多様な動物試料を用いた研究体制を生かし、食性 のユニークな動物種を対象としたウェットな実験や、データベースを用いた網羅的解析により、外来性の化学物質に対する動物の「適応」と「共存」メカニズム を明らかにする。2022年度は、食肉目クマ科を中心に、ゲノムデータベースを用いた遺伝子解析を行った。外来化学物質の代謝を担う第I相反応酵 素シトクロムP450、第II相反応のグルクロン酸転移酵素や硫酸転移酵素について、種間比較を行い、食性との関連性について解析した。第I相反応において重要なCytochrome P450（CYP）のうち、CYP1-CYP3ファミリーについて、遺伝子情報を網羅的に比較、解析することで進化的な背景を明らかにした。雑食性の動物であるクマ（ヒグマ、アメリカクロクマ）、アナグマ、イヌにおいて異物代謝に重要なサブファミリーであるCYP2Cと3Aにおいて特徴的な遺伝子重複が確認した。哺乳類で第II相反応を担うグルクロン酸転移酵素（UGT）について、データベースを用いたUGT遺伝子の網羅的解析を行ったところ、イヌ科、ヒグマ、アメリカクロクマにおいてUGT1Aの遺伝的拡大（遺伝子数の増加）が確認された。

我々はこれまでの研究により、高次の動物が外来性の化学物質（Xenobiotics）への「適応」ために、化学物質の代謝や排泄など、解毒のカスケードに沿って薬物 代謝酵素などの一連の多様性を発展させてきたとの仮説を立てた。化学物質感受性には多様性があり、解毒代謝酵素の解析から、この多様性獲得の主要因は食餌 由来の化学物質である可能性を報告した。本研究では食性の観点および重度環境汚染域に棲息する動物を中心に、哺乳類が日常的に曝露される化学物質にどのように適応してきたのか、多様な種を用いてその進化を機能面から明らかにする。これまでの研究で構築してきた多様な動物試料を用いた研究体制を生かし、食性 のユニークな動物種を対象としたウェットな実験や、データベースを用いた網羅的解析により、外来性の化学物質に対する動物の「適応」と「共存」メカニズム を明らかにする。2022年度は、食肉目クマ科を中心に、ゲノムデータベースを用いた遺伝子解析を行った。外来化学物質の代謝を担う第I相反応酵 素シトクロムP450、第II相反応のグルクロン酸転移酵素や硫酸転移酵素について、種間比較を行い、食性との関連性について解析した。第I相反応において重要なCytochrome P450（CYP）のうち、CYP1-CYP3ファミリーについて、遺伝子情報を網羅的に比較、解析することで進化的な背景を明らかにした。雑食性の動物であるクマ（ヒグマ、アメリカクロクマ）、アナグマ、イヌにおいて異物代謝に重要なサブファミリーであるCYP2Cと3Aにおいて特徴的な遺伝子重複が確認した。哺乳類で第II相反応を担うグルクロン酸転移酵素（UGT）について、データベースを用いたUGT遺伝子の網羅的解析を行ったところ、イヌ科、ヒグマ、アメリカクロクマにおいてUGT1Aの遺伝的拡大（遺伝子数の増加）が確認された。