Tracing the origin of morphological change in tooth class during human evolution ~ QTL analysis with Suncus murinus ~

追踪人类进化过程中齿类形态变化的起源〜用Suncus murinus进行QTL分析〜

基本信息

批准号：
22K06416
负责人：
森田航
金额：
$ 2.75万
依托单位：
National Museum of Nature and Science, Tokyo
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

项目摘要

今年度はまず、切歯、犬歯、小臼歯、大臼歯の各歯種についての遺伝子型-表現型マッピングに必要な実験動物であるスンクスの作出を進めた。F0世代として用いるカトマンズ系統の雌と長崎系統の雄を交配させてF1世代を生み出し、さらに同一家系のF1同士を交配させることによりF2世代を約50匹得ることができた。未咬耗なままの歯の形態を定量解析するために、生後１６日齢でF2個体はサンプリングした。筋組織よりゲノムDNAを抽出し、ライブラリ作成の後にシーケンシングを外注し、ゲノムデータを得た。歯のシェイプ、サイズ、並びに特定の歯種（上顎第３切歯と第３小臼歯）の有無のデータを得るため、骨格標本を作製し、マイクロCT撮影で得られた画像から３次元モデルの再構築を進めた。構築した３次元サーフェスモデルは、形態地図法という定量化手法により２次元のマップ画像へと展開し、主成分分析により互いに独立した形状変異成分を抽出し、各主成分軸をシェイプデータとした。サイズデータには、歯冠の重心サイズを用いた。また、QTL解析のため交尾可能年齢を過ぎたF0,F1世代個体も順次サンプリングしゲノムデータを収集した。これらゲノムデータと形態データの相関を調べるため、予備的ではあるが、得られた個体を用いてゲノムワイド関連解析（GWAS）、並びに、量的形質遺伝子座（QTL）解析を行った。その結果、歯の正常な発声に必須な遺伝子や、歯のパターニングに用いられるシグナル伝達経路関連遺伝子、体の成長に関与する遺伝子などが候補として有意な相関が見いだされた。これらの予備的な解析結果を国内外の学会で発表した。

今年，我们首先开始创建SUNX，这是门牙，犬，前磨牙和磨牙的基因型 - 表型映射所需的实验动物。用作F0代的加德满都与长崎男性的雄性交配，然后交配F1的一代，并通过来自同一家族的F1配合了大约50 f2代的F1。在16天大时对F2个体进行采样，以定量分析未扣牙齿的形态。从肌肉组织中提取基因组DNA，并在创建文库后，将测序外包以获得基因组数据。为了获得有关牙齿的形状，牙齿的形状，以及特定牙齿类型的存在或不存在（上颌三牙和第三酸酯），制备了骨骼样本，并从Micro-CT Imaging获得的图像中重建了三维模型。使用称为形态学映射的定量方法将构造的三维表面模型发展为二维MAP图像，并通过主成分分析提取独立的形状突变成分，并将每个主成分轴用作形状数据。冠的尺寸用于大小数据。此外，对于QTL分析，对已经通过了交配年龄的个体进行了顺序取样，并收集了基因组数据。为了研究这些基因组数据与形态数据之间的相关性，尽管初步，但使用获得的个体进行了全基因组关联分析（GWAS）和定量性状基因座（QTL）分析。结果，发现了显着的相关性作为候选者，例如牙齿正常发声，信号转导途径相关的基因所必需的基因，用于牙齿构成牙齿的基因以及与人体生长有关的基因。这些初步分析结果在日本和国外的学术会议上呈现。