線虫におけるゲノム、エピゲノム変化を介した温度適応機構の解明

阐明线虫基因组和表观基因组变化介导的温度适应机制

• 批准号: 22K06349
• 负责人: 武石 明佳
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06349/
• 关键词: 線虫; 高温; 進化; 温度; ゲノム; エピゲノム

常に気候変動が生じる地球上において、温度は生き物にとって特に重要な環境因子であり、生息域や種の生存に大きな影響を与える。各生物種の至適生育温度の範囲は、生息域の環境温度に合致していることが知られる。しかしながら、進化の過程において、生き物がどのような分子メカニズムで環境温度の変化に適応してきたのかについては不明な点が多い。本研究では、C. elegansをモデル生物として、遺伝学的および分子生物学的な解析により、生き物の至適生育温度を決定する分子基盤を明らかにすることを目指す。C. elegansの至適生育温度は12-26度（摂氏）であり、野生型を26度（高温環境）で継続飼育するとほとんどの個体が死滅する。高温環境環境で生き残った個体を複数世代に渡り高温環境で境内・飼育し続けることにより、高温耐性株を5株得ることに成功した。20度で継続飼育を続けたコントロール株と高温耐性株の全ゲノム解析を行い、高温耐性株でのみ認められる遺伝子変異を4719カ所同定した。さらにGO解析や遺伝子変異体を高温に晒す実験を行い、高温耐性を誘導する9遺伝子を同定した。現在、9遺伝子のうち、２遺伝子に着目して遺伝学的、分子学的な解析を進めており、高温耐性を誘導する組織および細胞の同定や詳細な分子メカニズムを明らかにする。本研究で、特定の環境因子の変化によって誘導される環境適応応答（ミクロ進化）を解析することにより、生き物の進化の過程を単一分子レベルで明らかにすることが期待できる。線虫の遺伝子の多くが進化的に保存されていることから、線虫の高温適応メカニズムは、他の生物種の生育至適温度の制御機構の理解にも応用できる可能性が高く、気候変動に対する動植物の耐性予測など、医学・農学分野の発展にも貢献することが期待される。

Often に 気 syndrome - move が raw じ る earth に お い て, temperature は raw き に と っ て に important な environmental factors で あ り, interest-bearing domain や の survival に big き な influence を and え る. The <s:1> optimal reproductive temperature <e:1> range of each biological species 囲 囲 and the <s:1> environmental temperature of the habitat に are consistent with the <s:1> て て る る る とが とが とが られる of each species. し か し な が ら, evolution process の に お い て, born き が ど の よ う な molecular メ カ ニ ズ ム で の ambient temperature variations change に optimum 応 し て き た の か に つ い て は unknown な が い more. This study で は, c. elegans を モ デ ル biological と し て, but 伝 learn お よ び molecular biology な parsing に よ り, born き の to determined optimal fertility temperature を す る molecule substrate を Ming ら か に す る こ と を refers す. C. elegans の family to optimum temperature は 12-26 degrees (,) で あ り, wild type を 26 degrees (high temperature environment) で 継 続 rearing す る と ほ と ん ど の individual が die out す る. Environment of high temperature environment で raw き residual っ た individual に を plural generation in crossing the で り environment of high temperature, feeding and breeding し 続 け る こ と に よ り, high temperature tolerance seedlings have を 5 る こ と に successful し た. 20 degrees で 継 続 rearing を 続 け た コ ン ト ロ ー ル seedlings の と high temperature tolerance all ゲ ノ ム parsing を い, high temperature tolerance plant で の み recognize め ら れ る heritage 伝 sub - different を カ 4719 be し た. さ ら に GO parsing や heritage 伝 sub - variant temperature を に sun す be 験 を い, high temperature tolerance induced す を る 9 heritage 伝 を son be し た. Now, 9 but 伝 の う ち, 2 but 伝 に with mesh し て heritage 伝 study, molecular な parsing を into め て お り, high temperature tolerance induced す を る organization お よ び cells の set with や detailed な molecular メ カ ニ ズ ム を Ming ら か に す る. の で, this study specific の environmental factors - the に よ っ て induced さ れ る environment comfortable 応 応 answer (ミ ク ロ evolution) を parsing す る こ と に よ り, born き の の evolution process を 単 a molecular レ ベ ル で Ming ら か に す る こ と が expect で き る. Nematodes の heritage 伝 son の more く が evolutionary に save さ れ て い る こ と か ら, nematode の high temperature optimal 応 メ カ ニ ズ ム は, he の biological の の birth to optimum temperature control royal institution の understand に も 応 with で き likely が る く, 気 - move に す seaborne の patience る plants and animals can be な ど, medicine, agronomy eset の 発 exhibition に も contribution す る こ と が expect さ れ る.