Course in Ecological Genetics

This course focuses on the population dynamics under environmental changes, biological interactions, and developmental and environmental adaptations in mammals, insects and plants, especially paying attention to their genetic systems and genetic diversity.

Course in Ecological Genetics -> https://noah.ees.hokudai.ac.jp/eg/

Staffs

Masashi Ohara, Professor
ohara@ees.hokudai.ac.jp
植物生態学、個体群生態学、保全生
野生植物を対象として生活史の適応・進化(受粉・交配様式の分化、個体群の時間的・空間的動態、個体群の遺伝的分化など)を明らかにすることで、保全生態学研究に寄与します。

オオバナノエンレイソウの大群落（左）と孤立林（右）。
近年の人間の開発行為によってこのような貴重な群落が急激に減少しています。森林の分断・孤立化は残された植物集団の絶滅を直ちに導くものではありませんが、長期的に見るとその個体群構造や遺伝的多様性に大きな変化をもたらし、将来的に絶滅の危機にさらされることになります。

Shigeyuki Koshikawa, Professor
koshi@ees.hokudai.ac.jp
進化発生生物学、分子遺伝学、自然史
ショウジョウバエをはじめとする昆虫類を対象に、発生生物学や遺伝学の手法を用いて、模様形成のメカニズムとその進化を研究しています。さらに、模様がどのような機能を果たしているのか、行動や生態との関連についても研究しています。

ミズタマショウジョウバエの翅の模様。近縁種には、着色の場所が少ない種もいます。どのような仕組みで、本種に特異的な模様が作られているのかについても、進化生物学的な観点から研究しています。

模様形成の研究に用いているミズタマショウジョウバエ。遺伝学の実験によく使われるキイロショウジョウバエと同属ですが、翅や体にメラニン色素からなる水玉模様や縞模様を持ちます。メラニン色素を合成するのに必要な遺伝子や、それらの遺伝子の発現場所を決めているパターニング遺伝子の機能を明らかにするべく研究を進めています。

Takashi Hayakawa, Assistant Professor
hayatak@ees.hokudai.ac.jp
分子生態学、集団遺伝学、ゲノム科学
世界には6000種類の哺乳類が生息しています。約1億年前、超大陸の分裂、恐竜の衰退、被子植物の繁栄とともに、世界中に爆発的に適応放散しました。国内外のフィールドや動物園に出かけて観察をしながら、そうした哺乳類の進化と適応のメカニズムを、ゲノム科学の手法で探っています。

左上から右方向に、チンパンジー、ニホンザル、ロエストモンキー、レッドテイルモンキー、ブルーモンキー、ハリモグラ、コアラ、イースタンクオール、カモノハシです。霊長類各種や、コアラ、カモノハシやハリモグラなどの全ゲノム解析をおこないました。たとえば高度に樹上適応している霊長類やコアラでは、樹上の「おいしい」食べ物を選べるように味覚受容体遺伝子が進化していることを発見しました。唯一の卵を産む哺乳類であるカモノハシやハリモグラの比較ゲノム解析をオーストラリアと共同で実施し、水中生活を送り繁殖相手や競争相手をフェロモンで認識する必要のあるカモノハシはフェロモン系の感覚が発達している一方で、食料となるシロアリの巣をにおいで見つける必要のあるハリモグラは嗅覚が発達しているということを遺伝子レベルで発見しました。

Kiyohito Yoshida, Research Associate
majin@ees.hokudai.ac.jp
分子遺伝学
長鎖多価不飽和脂肪酸（LC-PUFA）の適応的な細胞機能とその分子機構の解明を目指しています。そのために、LC-PUFA関連遺伝子をバクテリアで発現させることにより、LC-PUFAが細胞に与える影響を調べています。さらに、LC-PUFAの食品利用をめざす実用的研究も行っています。

LC-PUFAの分子構造
ヘアピン構造をした EPA分子二重結合を4つ以上持つものをLC-PUFAと呼びます。特に、ドコサヘキサエン酸（DHA）やエイコサペンタエン酸（EPA）は生物にとって重要なLC-PUFAです。LC-PUFAにある二重結合は回転できません。その結果、一番安定な形は、図に示すようなヘアピン構造です。そのおかげで、LC-PUFAの融点は、飽和脂肪酸に比べ、かなり低くなります。例えば、飽和脂肪酸ステアリン酸の融点は約70℃ですが、EPAの融点は -54℃です。 LC-PUFAのこのような物理的特性によって、様々な生理機能が生み出されていると考えられています。

当コースでは野外生態調査（フィールドワーク）ならびに室内における生物飼育・操作実験をなどと遺伝的解析実験を相互にフィードバックさせることによって、地球環境科学教育の基礎となる生物の進化、種の多様性維持機構、個体群変動の機構、絶滅危惧生物の保全、環境変動に対する生物の対応など幅広い教育を行っています。

生態遺伝学コースのホームページ -> https://noah.ees.hokudai.ac.jp/eg/