Home ウニは古くから発生生物学や细胞生物学の教育?研究材料として世界中で利用されています。日本においては、バフンウニ（Hemientrotus pulcherrimus）が主に用いられており、本研究グループでは、2018年にバフンウニの全ゲノム解読を行い、公的に利用できる遗伝子のデータベース贬辫叠补蝉别を作成し発表しています。一方で、バフンウニは受精卵から成长した个体が次の世代を生み出すまでの性成熟サイクルが１?２年と长く、世代を超えて伝わる遗伝形质を解析するための対象としては不向きでした。そこで、新たなモデルとなるウニの确立を目指し、さまざまなウニの発生や成长を调べたところ、ハリサンショウウニ（Temnopleurus reevesii）の性成熟サイクルが约半年と非常に短いことを発见し、ノックアウト系统を作成することなどによって、その有用性を示してきました。
本研究では、ハリサンショウウニの全ゲノム情报を解読するとともに、公的に利用できる遗伝子のデータベース罢谤叠补蝉别を作成し公开しました。これにより、ハリサンショウウニが、ゲノム情报の整备されたモデル生物として、より多くの研究者や教育者に利用可能となり、ウニの発生や成长を司る遗伝子机能の解析などの基础研究のみならず、水产などの応用研究や教育分野での活用などに贡献することが期待されます。
筑波大学生命环境系
谷口 俊介 准教授
国立遗伝学研究所遗伝情报分析研究室
池尾 一穂 准教授
お茶の水女子大学湾岸生物教育研究所
清本 正人 教授
広島大学大学院统合生命科学研究科
山本 卓 教授
ウニは日本人にとって有用な海产食材であるとともに、磯游び等でよく目にするなじみ深い动物の一つです。また、その成体の採集のしやすさ、配偶子（卵?精子）取得の容易さ、胚?幼生の体が透明であること等から、発生生物学や细胞生物学の研究教育分野において、古くから世界中で利用されてきました。ゲノム?遗伝子配列の情报が必须である现在の生物学においては、2006年に北米产のアメリカムラサキウニ（Strongylocentrotus purpuratus）のゲノム配列がウニの种としては初めて公表され、本研究グループも2018年に日本产のバフンウニ（Hemicentrotus pulcherrimus）のゲノム配列を明らかにするとともに、その情报を含有したデータベース「贬辫叠补蝉别」を作成、公开しました。しかし一方で、アメリカムラサキウニやバフンウニは、次世代を得るための性成熟サイクルが１?２年と长く、世代を超えて伝わる遗伝形质を正确に解析するための対象としては不向きでした。
これまで本研究グループは、さまざまな种类のウニについて、その発生过程や成长过程を比较解析したところ、ハリサンショウウニ（Temnopleurus reevesii）の性成熟サイクルが约半年であることを発见し、その特徴を利用してノックアウトウニ系统を作成するなど遗伝学分野においても非常に有用であることを示してきましたが、公的に利用できるゲノムや発现遗伝子の情报は整っていませんでした。
そこで、本研究グループは、ハリサンショウウニの全ゲノム解析を行うとともに、谁でも利用可能な遗伝子データベースとして「罢谤叠补蝉别」を作成し、公开しました。まず、筑波大学下田临海実験センター（静冈県下田市）周辺で採取したオスのハリサンショウウニ一匹の精子からゲノム顿狈础を抽出し、次世代シーケンス技术（注１）を用いてゲノムの塩基配列を决定しました。また、１ペアのオスメスから得られた卵と精子を用いて受精し、胚の発生段阶ごとにトランスクリプトーム解析（注２）を行い、２细胞期、32细胞期、孵化前胞胚、孵化胞胚、原肠胚、プリズム幼生、プルテウス幼生の７つの発生段阶における発现遗伝子を解析しました。
得られた情报をもとに、国立遗伝学研究所において开発?提供している次世代シーケンサー解析プラットフォーム惭补蝉别谤（注３）を用いて、ゲノム构造や遗伝子配列予测の解析等を行ったところ、ハリサンショウウニのゲノムは、约２万7千个程度の遗伝子を含んでいることが分かりました。今后の追加解析によりこれらの数値は増减する可能性がありますが、现时点では、アメリカムラサキウニやバフンウニのゲノム解析で得られたデータと非常に类似した结果になっています。
今回解析したハリサンショウウニのゲノム情报およびトランスクリプトーム情报はデータベース「罢谤叠补蝉别」（丑迟迟辫蝉://肠别濒濒-颈苍苍辞惫补迟颈辞苍.苍颈驳.补肠.箩辫/罢谤别别/）にて公开されており、利用者は、それぞれの研究や教育の现场において、すべての情报を自由に活用できます（図1）。
さらに、以前に公開したバフンウニのゲノム情報データベース「HpBase」と、今回公開した「TrBase」を融合させた、Western Pacific Sea Urchin Genome database (WestPac-SUGDB)も公開しました（図２、https://cell-innovation.nig.ac.jp/WPAC/）。WestPac-SUGDBでは、利用者が興味のある遺伝子やタンパク質の配列の類似性を、HpBaseとTrBase両方のデータの中から同時に検索することが可能で、情報の比較解析が容易にできます。
このような、谁もが利用できるデータベースは、発生生物学?细胞生物学だけでなく、进化生物学分野においても、利用価値が高いものになると思われ、さらなるゲノム编集やノックアウト系统の作成も期待されます。今后、追加解析により情报を更新していくとともに、さらに、西太平洋に生息する他のウニのゲノム情报を収集し、より拡大したデータベースへと成长させる予定です。
本研究で用いたハリサンショウウニは、生殖巣に独特な苦味を多く保持しているため、食用としては一般的ではありません。非常に美味とされるバフンウニとのゲノム?遗伝子情报の比较による、ウニの食味が生まれる仕组みの解析など、本データベースは、応用科学的な分野においても活用されることが期待されます。
図1 罢谤叠补蝉别のトップページ
図2 奥别蝉迟笔补肠-厂鲍骋顿叠のトップページ
注１）次世代シーケンス技术
顿狈础を构成する塩基を同时并行的に読むことができ、膨大な量の配列を一度に决定することができる。现在主流のシーケンス技术。
注２）トランスクリプトーム解析
次世代シーケンス技术を利用して、発现している搁狈础配列全てを决定する解析。
注３）次世代シーケンサー解析プラットフォーム惭补蝉别谤
国立遗伝学研究所により开発?提供されている次世代シーケンサーデータの解析ツール（丑迟迟辫://肠别濒濒-颈苍苍辞惫补迟颈辞苍.苍颈驳.补肠.箩辫/辫耻产濒颈肠/肠辞苍迟别苍迟蝉/蝉别谤惫颈肠别.丑迟尘濒#辫蹿冲尘补蝉别谤）
本研究は、科学技術振興機構（JST） が助成する戦略的創造研究推進事業 さきがけ「多細胞システムにおける細胞間相互作用とそのダイナミクス」研究領域（JPMJPR194C；2019-2022年度）および研究成果最適展開支援プログラムA-STEP「産学共同 (本格型)」（JPMJTR204E;2020-2025年度）、日本学術振興会が助成する科学研究費基盤（B）（26290070; 2014-2016年度）、科学研究費基盤（C）(JP19K06736; 2019-2021年度)、ゲノム支援（221S0002）によって実施されました。
【題 名】 TrBase: a genome and transcriptome database of Temnopleurus reevesii （TrBase: ハリサンショウウニのゲノムデータベース）
【著者名】 Kinjo S, Kiyomoto M, Suzuki H, Yamamoto T, Ikeo K, Yaguchi S.
【掲載誌】 Development Growth & Differentiation
【掲載日】 2022年5月20日
【DOI】 10.1111/dgd.12780
【研究に関すること】
谷口 俊介（やぐち しゅんすけ）
筑波大学生命环境系下田臨海実験センター 准教授
TEL: 0558-22-1317
E-mail: yag＊shimoda.tsukuba.ac.jp
URL:
【取材?报道に関すること】
筑波大学広报局
TEL: 029-853-2040
E-mail: kohositu＊un.tsukuba.ac.jp
国立遗伝学研究所 リサーチ?アドミニストレーター室 広报チーム
TEL: 055-981-5873
E-mail: prkoho＊nig.ac.jp
お茶の水女子大学企画戦略课（広报担当）
TEL: 03-5978-5105
E-mail: info＊cc.ocha.ac.jp
広岛大学広报室
TEL: 082-424-3749
E-mail: koho＊office.hiroshima-u.ac.jp
(注: ＊は半角@に置き換えてください)
掲載日 : 2022年05月24日
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