• 新規モデル生物^#1イベリアトゲイモリ^#2の遺伝子カタログを作成しました。
• 遺伝子カタログをはじめとする様々なイベリアトゲイモリ研究情報を世界中の研究者が利用できるようにするためのポータルサイト“iNewt”を開設しました。
• 本研究の成果は、イモリの高い器官再生能力の解明をはじめとする様々な研究に不可欠なツールやヒントとなり、今後の再生医療研究を含む多様な分野への貢献が期待されます。

両生類のイモリは、非常に高い再生能力を持っていることで知られ、再生医学や発生生物学における重要な実験動物として1世紀以上の研究の歴史を持っています。なかでも、繁殖や飼育が簡便なイベリアトゲイモリ（Pleurodeles waltl）は新しいモデル生物として脚光を浴びています。実験室での飼育や繁殖が容易なイベリアトゲイモリの有用性に着目した日本人の研究者でコンソーシアムを作り、飼育システムの確立、近交系の確立、高効率のゲノム編集法の開発など研究基盤の構築を推進してきました。現在では、イベリアトゲイモリは画期的な新興モデル生物として世界中の研究者から注目を浴びており、研究者人口が急速に増えています。しかし、イベリアトゲイモリには、ゲノムが巨大などの理由で研究の基盤となる遺伝子の情報がほとんど整備されていないという問題がありました。今回、基礎生物学研究所の重信秀治教授ら、鳥取大学医学部の林利憲准教授（現 広島大学教授）ら、琉球大学大学院医学研究科の松波雅俊助教ら、ほか広島大学、中央大学、産業技術総合研究所、九州大学、学習院大学の研究者から構成される研究チームは、イベリアトゲイモリの網羅的遺伝子カタログ作成に成功しました。各研究室から持ち寄った29種類もの多様なイベリアトゲイモリ試料からRNAを抽出し、次世代シーケンシング^#3技術によるRNA-seq^#4法により遺伝情報を解読しました。得られた配列情報を大型計算機で解析することにより、202,788個のイベリアトゲイモリの遺伝子モデル^＃5を構築しました。これらのモデルを検証したところ、イベリアトゲイモリが保有する全遺伝子の約98％をカバーする網羅性の高い高品質の遺伝子カタログであることが確認されました。さらに、研究チームは、この遺伝子カタログを世界中の研究者と共有するためのポータルサイト“iNewt”(http://www.nibb.ac.jp/imori/main/)を開設しました。iNewtでは遺伝子カタログに加えて、ゲノム編集のプロトコルなどイベリアトゲイモリの研究リソース情報を無料で提供しています。本研究によって作成された遺伝子カタログを利用することで、ゲノム編集や、次世代シーケンサーを用いた遺伝子の発現解析など、イベリアトゲイモリを用いた研究が格段にスピードアップすることが期待されます。これにより、再生医療や発生生物学はもちろん、癌研究、幹細胞生物学、生殖生物学、進化学、毒性学などの研究分野でイモリを活用した研究が大きく発展することが期待されます。

本研究成果は、国際科学誌「DNA Research」に掲載されました。

#1 モデル生物
研究者が解明したい生命現象を研究するために、解析しやすい特徴を備えた生物。一般に、飼育や繁殖が容易、実験手法が確立されている、遺伝情報が整備されているなどの特徴を持つ。代表的なモデル生物として、大腸菌、酵母、マウス、メダカなどが知られている。特定のモデル生物を多くの研究者が共通して研究することにより、情報の共有や知見の統合が容易となる。

#2 イベリアトゲイモリ (Pleurodeles waltl)
スペインのイベリア半島原産の大型のイモリ（最大30cmになる）。一年以内に成体になり、年間を通じて大量の卵を産む。

#3 次世代シーケンシング
2000年代後半から発展してきた新規の塩基配列解読技術。超並列にシーケンス反応を行うことで、数億断片を一度に読むことができる画期的なDNAシーケンス技術である。従来の方法に比べて安価でより大規模な塩基配列が解読できる。

#4 RNA-seq
次世代シーケンシング技術によって網羅的に転写産物を解読する手法。得られた配列情報から遺伝子の同定やカタログ化ができるだけでなく、遺伝子発現量の定量も可能である。

#5 遺伝子モデル（の構築）
本研究では以下の方法で、RNA-seqの配列情報から遺伝子構造を推定（遺伝子モデルの構築）した。本研究で用いた次世代シーケンサーはショートリード型シーケンサーと呼ばれ、この手法で取得できる遺伝子情報はたかだか100塩基程度の長さの短い断片である。通常遺伝子の転写産物の長さは2〜4千塩基あるので、短い断片をつないで元の構造を再構築する作業が必要となる。この過程をアセンブルと呼び、再構築されたひとつながりの配列をコンティグと呼ぶ。次に、これらのコンティグから、タンパク質をコードする領域（オープンリーディングフレーム）を推定する。本研究では、次世代シーケンサーから得られた約12億個の配列断片から、1,395,387個のコンティグを構築し、さらにその中に、202,788種類のタンパク質をコードする遺伝子の構造を推定した。

• 掲載雑誌: DNA Research
• 論文題目: A comprehensive reference transcriptome resource for the Iberian ribbed newt Pleurodeles waltl, an emerging model for developmental and regeneration biology
• 著者: Masatoshi Matsunami¹, Miyuki Suzuki², Yoshikazu Haramoto³, Akimasa Fukui⁴, Takeshi Inoue⁵, Katsushi Yamaguchi⁶, Ikuo Uchiyama⁶, Kazuki Mori³, Kosuke Tashiro⁷, Yuzuru Ito³, Takashi Takeuchi⁸, Ken-ichi T Suzuki^2,6, Kiyokazu Agata⁵, Shuji Shigenobu^6*, and Toshinori Hayashi^8*
  所属： 1. 琉球大学大学院医学研究科、2. 広島大学大学院理学研究科、3. 産業技術総合研究所、4. 中央大学理工学部生命科学科、5. 学習院大学理学部生命科学科、6. 基礎生物学研究所、7. 九州大学大学院、8.鳥取大学医学部生命科学科、*: 責任著者
• DOI: 10.1093/dnares/dsz003

本研究は文部科学省科学研究費助成事業（JP16H06376 to K.A., JP16H0125 and JP16K08467 to T.H., JP17J04796 to M.S., JP16K18613 to M.M., JP17K14980 to Y.H., JP16H04794 to T.T., and JP15K06802 to K.T.S.）のサポートを受けて実施されました。また、基礎生物学研究所のモデル生物・技術開発共同利用研究の一環として実施されました。