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1. 魚類嗅覚受容体遺伝子ファミリーの多様性と進化

脊椎動物の嗅覚受容体は、さまざま な化学物質の組み合わせである「におい」を認識するために、非常に多くの種類が存在することが知られています。一部の哺乳類では、嗅覚受容体をコードする 遺伝子は1,000種類以上存在し「脊椎動物最大の多重遺伝子ファミリー」を形成しています。一方、水中生活をする魚類では、嗅覚受容体の多様性の実態は ずっと不明でした。

私は、おもにゲノム情報の解析から、複数の魚類における嗅覚受容体遺伝子の多様性の実態を明らかにしました。また、それらの遺伝子群の 多様性がどのように進化したのかについて、分子進化学的な視点から解明を進めています (Hashiguchi and Nishida 2005; Hashiguchi and Nishida 2006; Hashiguchi and Nishida 2007; Hashiguchi and Nishida, 2009; Review: 橋口・西田 2007; Hashiguchi 2016)。

図1. ゼブラフィッシュV2R-type嗅覚受容体遺伝子の分岐関係と、染色体上の位置との関係 (Hashiguchi and Nishida 2005を改変）

脊椎動物の嗅覚受容体には、進化的 に異なる4つのグループ (OR, TAAR, V1R, V2R)が存在します。各グループの嗅覚受容体遺伝子ファミリーの分子進化パターンの比較から、それぞれのグループが異なる 機能を持つことを示唆しました (Hashiguchi et al. 2008)。

図2. 魚類の嗅覚受容体遺伝子ファミリーの遺伝子系統樹 (Hashiguchi et al. 2008)．

2. イトヨ（トゲウオ類）自然集団における嗅覚・味覚の適応進化

トゲウオ科魚類のイトヨGasterosteus aculeatusは、 進化研究のモデル生物として注目されています。イトヨでは、複数の異なる生態型 (ecotypes) が存在し、それぞれの生息環境に対して適応しているこ とが知られています。そこで私は、北日本に分布するイトヨ自然集団を用いて、嗅覚・味覚の適応進化の遺伝的機構を解明するべく研究を進めています。最近の 成果と して、イトヨの味覚受容体遺伝子の一種"T1R2"で、イトヨ特異的な多様化と適応進化の証拠を見出しました (Hashiguchi et al. 2007)。

図3. イトヨ．

3. タナゴ亜科魚類の系統地理と種分化

タナゴ亜科魚類はコイ科タナゴ亜科 に属する淡水魚類で、国内では本州以南の河川に生息しています。タナゴ類は、二枚貝のえらの中に産卵を行うという特異な繁殖生態を持っています。西日本の多くの河川で同所的に生息するヤリタナゴとアブラボテという近縁な2種のタナゴ類について、それらの遺伝的集団構造や種分化について調べています (Hashiguchi et al., 2006; Hashiguchi and Nishida, 2009)。現在は、タナゴと二枚貝の共進化のしくみにも興味を持っています（橋口 2018も参照）。

図4. タナゴ類では、複数の近縁種が同じ場所に共存する（福岡県にて）．

その他共同研究で、爬虫類の分子系統 (Jonniaux et al. 2012; Kumazawa et al. 2014)、爬虫類の嗅覚受容体遺伝子の進化 (Dehara et al. 2012)、九州-南西諸島の淡水魚の系統地理（鹿野ほか, 2012）、フグ毒に関連する遺伝子群の分子進化 (Oba et al. 2011; Hashiguchi et al. 2015)、などの研究にも関わっています。また、医科大学に所属していますので、医学部の先生方との共同研究で、基礎医学・臨床医学に関わる仕事も行なっています（Okayama et al. 2018; Kagota et al. 2019など）。