スラウェシマカクの種分化と適応に関する遺伝子レベルの研究
The genetic basis of speciation and adaptation of Sulawesi macaques
所属機関： 京都大学
代表研究者氏名：今井 啓雄
研究期間： 2021 年 4 月 1 日～2023 年 3 月 31 日
区分： グループ A
研究分担者：
氏名
所属機関
研究活動期間役割顔 暁嬋
京都大学
2022 年 10 月 1 日～2023 年 3 月 31 日 サンプリング補助
糸井川 壮大寺井 洋平

明治大学

2022 年 10 月 1 日～2023 年 3 月 31 日 サンプリング補助

総合研究大学院

2022 年 10 月 1 日～2023 年 3 月 31 日 DNA サンプル解析

大学

滞在研究機関： Department of Chemistry, Bogor Agricultural University, Bogor, Indonesia
共同研究者等： Dr. Bambang Suryobroto

We conducted the genomic analysis of Sulawesi macaques. Previously, we have analyzed 5 species of themacaques; however, pandemic of COVID-19 hampered further analysis of remaining 2 species; M. ochreata and M.
brunnescens. Thanks to this support, we conducted the sampling in October, 2022 and made a NGS library in Bogor,
Indonesia. Exome analysis revealed the phylogeny between the species and the possible functions of the genes in thespeciation of the species.- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -.

海外研究活動概要

全コード領域配列(exome)解析を行ってきた。私たち

本研究は 2021 年度に採択されながら、コロナ禍のが研究を始める前は、スラウェシマカクについて部影響で渡航が遅れ、2022 年 10 月にやっとサンプリ分的な系統関係しかわかっていなかったが、exomeングのための渡航を実施する事ができた。以下、そ解析により系統関係が解明された。また、exome のの概要を記す。

データから遺伝子配列を得ることにより、味覚遺伝

インドネシア・スラウェシ島は約 300 万年前に現子や毛色遺伝子が種ごとに分化している傾向がわか在の島が形成され、それ以来他の陸地とつながるこった。本研究では残る 2 種、M. ochreata と M.となく存在してきた。そのためこの島に生息する生brunnescens について同様の解析を行い、7 種の遺伝物は独自の進化を遂げ、現在非常に多様で、かつ高的特徴と表現型との関連を解明することを試みた。

い固有性を持つ生物が生息している。しかし生物のまず、南東スラウェシの都市 Kendari を中心として多様性が高い世界の他の地域に比べて、スラウェシ

M. ochreata の分布域である南東スラウェシを車で回島はまだまだ研究が進んでいない未開の地域である。

りながら味覚行動実験と口腔スワブサンプルの採取

マカクとはマカカ属のサルの種の総称で、ニホンザを行った。また、そこからプトゥン島にわたり、車ルもこの仲間に含まれる。スラウェシ島は全マカカで回りながら M. brunnescens の行動実験とサンプル

属の種の分布のわずか 2.5%の広さであるが、7 種のの採取を行った。日本からの 4 名に加えて、インド固有種が別々の地域に生息している。これまでの私

ネ シ ア 側 で は ボ ゴ ー ル 農 科 大 学 の Suryobroto,

たちの研究では、5 種のスラウェシマカクを用いてWidayati ら現地の研究者の協力を得ながらサンプリングすることができた。その後、ボゴール農科大学となった１個体は他の M. ochreata 個体に比べて M.

にて核酸の抽出と、次世代シークエンサーで解析すtonkean との遺伝的な親和性が高く、交雑個体の子孫るためのライブラリ作成を実施した。- - - - - - - - - - -である可能性があることが明らかになった。また、- -。

M. brunnescens の １ 個 体 は 同 種 の 個 体 よ り M.
ochreata との遺伝的な親和性が高く、この２種の交成果雑個体の子孫である可能性が示された。F4 統計など

ま ず 、 M. ochreata に つ い て は 4 個 体 、 M.のより詳細な解析により、これらの交雑とその後のbrunnescens については 6 個体の口腔スワブサンプ遺伝子流動を明らかにできる。また、M. brunnescens

ルを得ることができた。ボゴール農科大学においてと M. ochreata のそれぞれ１個体については全ゲノ

合成 DNA ライブラリを作製した結果、質・量ともム解析も行なっている。

解析に十分なライブラリを得ることができた。
これらのライブラリについて exon capturing を行

今後の展望

い、exon 領域だけを抽出した。すべてのライブラリ

エクソーム解析により遺伝子流動等の可能性等新の配列を均等に決定できるように混合し、Illumina

たな知見が示されてきたが、今後のより詳細な解析社の HiseqX シークエンサーにより配列を合計 120により、その種分化における役割や、種の特徴を決Gb 決定した。決定した配列をアカゲザルの参照ゲノ定する因子を同定することができると期待される。

ム配列にマッピングし、スラウェシマカクの exon 由

また全ゲノムシークエンスの解析を実施する事によ来の配列の比率を算出した。その結果マカク由来のり、非コード領域の進化や遺伝子重複の適応への関

配列は 70-90%と exon 由来の配列が濃縮されている与も含めたゲノム全体像が解明されると考えられる。

ことが確認された。実際の配列の総量は、個体ごとまた、同時にサンプリングした毛根由来の RNA 解に 7 -13 Gb であり、カバレージ(exon 配列を何回決析により、種の特徴である毛色パターン等の分子メ定したかの指標)を求めると 40-60x となり、解析にカニズムの手がかりも得られると期待される。今回十分な量の配列が決定されていることが確認できた。の助成により、スラウェシマカクの全体像を明らかアカゲザルの参照ゲノムにマッピングしたそれぞにするための重要な一歩を記すことができましたこ

れの個体由来の配列は、bam 形式で書き出しを行い、とについて、改めてお礼を申し上げます。

GATK v.4 のプログラムを用いることによりゲノム全体の変異情報を記録する gvcf 形式のファイルを得研究の発表た。それぞれの個体の gvcf ファイルはこれまでに口頭発表

exon 配列を決定した個体の gvcf ファイルと結合し、

1.

荒 川 那 海 , Kanthi Arum Widayati, Laurentia

全個体を合わせて解析可能な変異情報の形式、vcf

Henrieta Permita Sari Purba, Xiaochan Yan, 今井啓

ファイルにより書き出した。

雄, Bambang Suryobroto, 寺井洋平. スラウェシ

この解析データを用いて、初めにスラウェシマカク

マカク種間における広範囲の gene flow.日本進化

個体間の遺伝的な関係を知るために系統中の構築を

学会第 24 回沼津大会、2022 年 8 月行った。個体間で違いのある 27 万座位を用いて解析を行ったところ、M. brunnescens 6 個体は遺伝的に近誌上発表縁であり、単系統群を形成した。この単系統群は M.

1.

X. Yan, Y. Terai, K.A. Widayati, A. Itoigawa,ochreata 4 個体の単系統群と姉妹群の関係になった

L.H.P.S. Purba, F. Fahri, *B. Suryobroto and *H.

が、この姉妹群に最も近縁な外群に分布域の北部のImai. (2022) Functional divergence of theM. ochreata 1 個体が位置した。この結果は 1) M.

pigmentation gene melanocortin-1 receptor (MC1R)

brunnescens は M. ochreata の内部系統から分岐した

in six endemic Macaca species on Sulawesi Island.

可能性と 2) 外群になった M. ochreata の個体は M.

Scientific Reports 12, 7593- - - - - - - - - - - -tonkeana との交雑個体である可能性を表している。
そのため次に主成分分析を行った。その結果、外群