全ゲノム比較解析によるオニヒトデ属の種分化要因の解明

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前年度では核ゲノム配列を構築したサンプル間のみでしか種間比較を行えておらず、また種特異的な遺伝子を解析対象に含めることができていなかった。前年度の課題を踏まえて、本年度は①集団遺伝学解析と②GO/KEGGエンリッチメント解析を実施してさらなるオニヒトデ種間の違いを捉えることを試みた。① 集団遺伝学解析：リファレンス配列に各サンプルのリードをアライメントすることで呼び出したSNP情報から系統解析とADMIXTURE解析を実施した。系統解析からオニヒトデ3種はミトコンドリアゲノムと核ゲノムの両方で明確に異なるクレードに別れることが示され、ミトコンドリア部分配列に基づく従来の分類を支持する結果が得られた。しかしながら、核ゲノムの系統樹においてハワイ個体がミトコンドリアゲノムの系統樹から想定されるよりも他の太平洋集団から大きく分化していることが確認された。さらに、ADMIXTURE解析においてもハワイ個体が他の太平洋集団と異なる集団構造を有していることが確認された。本研究はミトコンドリアだけでは見落とされていた太平洋種内におけるハワイの分化をゲノムレベルで示すことができた。② GO/KEGGエンリッチメント解析：種間で違いが大きい遺伝子グループの機能的な偏りから各種での特徴の検出を試みた。その結果、遺伝子領域での構造多型や地域適応に繋がる可能性のある遺伝子候補を見つけることができた。初年度にオニヒトデのゲノム解析を進める中で偶然発見された未報告の菌(COTS27と命名)については、研究結果を取りまとめてMicrobiome誌に発表した。COTS27とオニヒトデの具体的な共生関係までは明らかにできなかったが、インド－太平洋のオニヒトデから普遍的に見つかっていることから重要な役割を担っている可能性が高く、報告者が構築したゲノム情報は解析基盤として今後の研究に寄与することができる。