2026/07/01 更新

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ニカイドウ マサト
二階堂 雅人
NIKAIDO MASATO
所属
生命理工学院 教授
職名
教授
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News & Topics

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研究キーワード

  • 進化生物学、脊椎動物、フェロモン受容体

研究分野

  • ライフサイエンス / 多様性生物学、分類学

  • ライフサイエンス / 進化生物学

経歴

  • 国立成功大学(台湾)   教授(兼任)

    2026年2月 - 現在

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    国名:台湾

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  • 東京科学大学   生命理工学院   教授

    2025年12月 - 現在

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    国名:日本国

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  • 東京科学大学   生命理工学院   准教授

    2024年10月 - 2025年11月

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  • 東京工業大学   生命理工学院   准教授

    2015年4月 - 2024年9月

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所属学協会

委員歴

  • 日本味と匂い学会   会計幹事  

    2025年4月 - 現在   

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  • 日本動物学会関東支部会   企画  

    2025年 - 現在   

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    団体区分:学協会

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  • 日本遺伝学会   国際連携幹事  

    2023年 - 現在   

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    団体区分:学協会

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  • 日本動物学会関東支部会   書記  

    2023年 - 2024年   

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    団体区分:学協会

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  • 日本進化学会   会計幹事  

    2022年 - 現在   

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    団体区分:学協会

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  • 日本動物学会   Zoological Science (日本動物学会誌) Associate Editor  

    2017年 - 現在   

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    団体区分:学協会

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  • 日本遺伝学会   Genes and Genetic Systems(日本遺伝学会誌)Associate Editor  

    2016年 - 現在   

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    団体区分:学協会

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論文

  • Novel mechanisms of chemosensory adaptation to the cave environment. 国際誌

    Natalie Choi, Edward S Ricemeyer, X Maggs, Zhang Zicong, Masato Nikaido, Wesley C Warren, Masato Yoshizawa

    bioRxiv : the preprint server for biology   2026年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Smell allows animals to find food, avoid danger, and communicate through the binding of odorants to chemosensory receptors on olfactory sensory neurons. The vision-priority hypothesis predicts an antagonistic relationship between olfaction and vision, in which olfactory ability increases as visual acuity decreases along evolutionary lineages, a tradeoff that often occurs through expansion and contraction of chemosensory receptor gene families. The Mexican tetra (Astyanax mexicanus), a fish species with both sighted surface-dwelling and blind cave-dwelling populations, presents an ideal model for exploring the mechanisms underlying this tradeoff. Here we show that although cavefish can sense odorants at lower concentrations than surface fish, they do not have an expanded repertoire of chemosensory receptors, increased sensory neuron number or density, or enhanced expression of receptors compared to surface fish. Instead, cavefish have physiological adaptations to the olfactory epithelium, including more motile cilia and decreased flow rate through the olfactory pits. Pharmacological attenuation of flow rate in the olfactory pits in surface fish increased visits to the odorant source, suggesting that the reduced flow rate in cavefish is an adaptation leading to better foraging. This unexpected evolutionary path to enhanced olfaction as a compensation for loss of vision underscores the need for mechanistic understanding of comparative genomics.

    DOI: 10.64898/2026.04.03.716434

    PubMed

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  • Shifts in type 2 vomeronasal receptor expression during postnatal development in the lungfish olfactory organ. 国際誌

    Shoko Nakamuta, Zicong Zhang, Masato Nikaido, Takuya Yokoyama, Yoshio Yamamoto, Nobuaki Nakamuta

    Journal of anatomy   2026年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Many tetrapods possess two distinct olfactory organs: the olfactory epithelium (OE) and the vomeronasal organ (VNO). Fish have only the OE, but lungfish-the closest living relative of tetrapods among fish- possess a lamellar OE and a primitive VNO called a recess epithelium (RecE). Vomeronasal receptor type 2 (V2R) genes in lungfish can be classified into three categories: those expressed only in the lamellar OE, those expressed only in the RecE, and those expressed in both the lamellar OE and the RecE. In this study, we compared V2R expression patterns in Protopterus annectens of different body sizes to examine how expression changes with growth. V2Rs expressed exclusively in the lamellar OE in small individuals remained restricted to the lamellar OE in large individuals, and V2Rs expressed exclusively in the RecE in small individuals also remained RecE-specific in large individuals. In contrast, among the V2Rs expressed in both the lamellar OE and the RecE in small individuals, some maintained expression in both tissues, while others became restricted to the RecE in large individuals. Medium-sized individuals showed intermediate expression patterns between small and large specimens. These results suggest that a subset of V2Rs initially expressed in both the lamellar OE and the RecE lose expression in the lamellar OE as the individual matures, becoming restricted to the RecE, and that functional separation between the lamellar OE and the RecE is still incomplete in juveniles and becomes more distinct during growth. These findings might represent the developmental process of the bimodal olfactory system in vertebrates. In the common ancestors of lungfish and tetrapods, there might be no functional separation between the OE and VNO. However, it can be speculated that olfactory functions have partially separated between the OE (lamellar OE) and VNO (RecE) in extant lungfish, while they have completely separated between the OE and VNO in extant tetrapods which acquired more developed VNO.

    DOI: 10.1111/joa.70129

    PubMed

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  • Evolutionary trajectories of teleost olfactory signaling genes shaped by long-term redundancy after whole-genome duplication

    Tatsuki Nagasawa, Hanami Fujisaki, Takahiro Ogo, Masato Nikaido

    2026年2月

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    出版者・発行元:openRxiv  

    Whole-genome duplication (WGD) is a major evolutionary event that drives molecular and species diversification. However, few studies have traced how WGD has shaped the long-term functional evolution of individual genes. Here, we investigated the olfactory marker protein (omp) genes duplicated by the teleost-specific WGD (~300 million years ago) through phylogenetic, syntenic, expression, and promoter analyses. Our results suggest that the duplicated omp gene pair has retained redundancy over an extended evolutionary period, leading to both non- and sub-functionalization, thereby generating molecular diversity. Moreover, evolutionary analyses of the olfactory signal transduction cascade revealed prolonged redundancy across its components, likely constrained by gene dosage balance. These findings imply that WGD may have introduced unexpected diversity into the entire olfactory signaling machinery of teleosts through dosage-constrained functional divergence.

    DOI: 10.64898/2026.02.17.706259

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  • Vertebrate-wide transcriptomic screening identifies immune cell-specific expression of the conserved OR-κ gene 査読

    Kanoko Nishiura, Tatsuki Nagasawa, Masato Nikaido

    Zoological Letters   12 ( 9 )   2026年2月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    Abstract <p> Vertebrate chemoreceptor genes play a central role in detecting environmental chemical compounds through the olfactory organs and taste buds, enabling the perception of odors and tastants that are critical for survival. Through evolutionary processes, these genes have repeatedly undergone duplication, divergence, and pseudogenization, giving rise to lineage-specific gene repertoires that reflect ecological and behavioral adaptation. While the canonical functions of these chemoreceptors are confined to the nasal and oral cavities, increasing evidence, particularly in mammals, indicates that some chemoreceptors are expressed and function in non-chemosensory (extra-nasal/oral) organs. However, such extra-nasal/oral expression has rarely been examined from a broad evolutionary perspective across vertebrate lineages. Here, we systematically investigated organ-wide expression patterns of chemoreceptor genes by conducting comprehensive bulk RNA-seq analysis across 13 organs in four representative species: mouse, Xenopus , Polypterus , and zebrafish. In all species, the majority (95–97%) of chemoreceptor genes were expressed in olfactory and gustatory organs, as expected. Remarkably, however, a subset (1–29%) showed expression in extra-nasal/oral organs, suggesting that such extra-nasal/oral expression may be a common phenomenon across vertebrates. In particular, the evolutionarily conserved OR-κ gene, with stable gene copy numbers, exhibited organ-independent expression across all analyzed species. Single-cell RNA-seq data further revealed that OR-κ is predominantly expressed in immune cells, implying potential function of chemoreception in immune systems. Furthermore, genomic context analysis showed that the OR-κ gene is isolated from canonical OR gene clusters, suggesting it may have distinct transcriptional regulatory mechanisms compared to typical olfactory receptors. Our findings expand the conventional view of chemoreceptors as sensory-specialized molecules, highlighting their unexpected functional diversity across vertebrate organs. Notably, the OR-κ gene appears to have an ancient evolutionary origin that likely traces back to the common ancestor of vertebrates. Taken together, this study compels us to reconsider the functions and evolutionary trajectories of chemoreceptor genes in vertebrates. </p>

    DOI: 10.1186/s40851-026-00260-z

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    その他リンク: https://www.researchsquare.com/article/rs-8198358/v1.html

  • The inbred newt genome unveils molecular mechanisms of behavior, development, and regeneration in urodele amphibians 査読

    Yuki Kimura, Miyuki Suzuki, Akinori Okumura, Masatoshi Matsunami, Hiroyo Nishide, Rima Mizuno, Kazuto Bou, Yoshinobu Uno, Tomoaki Nakada, Itaru Hasunuma, Yoshikazu Haramoto, Akimasa Fukui, Takeshi Inoue, Yuki Sato, Katsushi Yamaguchi, Zicong Zhang, Akane Chihara, Mai Takehara, Yuki Shibata, Masaaki Kitada, Nerea Moreno, Ikuo Uchiyama, Yutaka Suzuki, Takashi Takeuchi, Masato Nikaido, Kiyokazu Agata, Atsushi Toyoda, Shuji Shigenobu, Toshinori Hayashi, Ken-ichi T. Suzuki

    iScience   28 ( 10 )   113535 - 113535   2025年10月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.isci.2025.113535

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  • Ventral-to-dorsal electrocyte development in electric organs of electric eel (Electrophorus) 査読 国際共著 国際誌

    Sinlapachai Senarat, Ayako Matsumoto, Tatsuki Nagasawa, Shintaro Sakaki, Daichi Tsuzuki, Kazuko Uchida, Makoto Kuwahara, Masato Nikaido, Eiichi Hondo, Atsuo Iida

    Developmental Biology   524   87 - 96   2025年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    Electric eels (Electrophorus) are renowned for their ability to generate electric discharge, which is used for prey capture and defense. Their electric organs (EOs) are located along the lateral-ventral region of the tail and contain electrocytes, which are multinucleated syncytium cells. The developmental origin of the electrocyte is mesodermal lineage cells observed in the ventral part of the myotome. However, it is unclear whether these precursor cells are also maintained in later stages and contribute to electric organ growth in adulthood. In this study, we report regional differences in cell morphology within the main EO (mEO) and identify a candidate cell population for electrocyte progenitors at the juvenile stages of Electrophorus. The cell morphology and distribution from the ventral terminal to the dorsal region of the mEO suggest the segregation of progenitors from the ventral cluster and their gradual transformation into mature multinucleated electrocytes via cell fusion and layering along the dorsal axis. Immunohistochemistry revealed strong expression of sodium-potassium adenosine triphosphatase (Na+/K+-ATPase), a key component in generating electric discharge in the mEO, across most mEO regions, except in the ventral cluster cells. Based on these observations, we propose that electrocyte progenitors develop from ventral cluster cells in the mEO and differentiate into mature multinucleated cells as they migrate dorsally. This is the first report to approach the developmental process of Electrophorus electrocytes from cell morphology and genetic profiles. Our findings represent a breakthrough in understanding the differentiation of electrocytes during the growth stages of Electrophorus.

    DOI: 10.1016/j.ydbio.2025.05.003

    PubMed

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  • Convergent Evolutionary Dead-End and Breakdown of Hard Chorion in Parental-Egg-Care Fish Reproductive Strategies. 査読 国際誌

    Tatsuki Nagasawa, Nagatoshi Machii, Mitsuto Aibara, Mari Kawaguchi, Shigeki Yasumasu, Masato Nikaido

    Molecular ecology   34 ( 13 )   e17816   2025年7月

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    担当区分:最終著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    Fish exhibit a diverse array of reproductive strategies adapted to various ecological niches. Parental egg-care, including live-bearing, mouth-brooding, and male egg protection by brood pouches, represents an effective strategy for ensuring larval survival and has emerged independently in multiple lineages. Despite the recognised evolutionary bias that favours a strategy transition from non-carer to egg-carer, the genetic mechanisms underlying this bias and the commonalities among parental egg-care species remain elusive. This study explores the relationship between egg-care and the chorion hardening system crucial for protecting eggs in non-care species. By analysing whole genome sequences of 240 species of Acanthopterygii across 25 orders, we discovered that multiple genes associated with chorion hardening have become pseudogenes in various egg-care species, indicating a collapse of the chorion hardening system in these fish. These findings suggest that the evolutionary bias in fish reproductive strategies not only aims to enhance survival efficiency but also imposes a constraint on egg-care species, preventing them from reverting to a reproductive strategy relying on a hardened chorion. In particular, alveolin, previously characterised as a single mutant resulting in significantly fragile chorion in medaka, suggests a strong correlation between egg-care strategy and gene loss. Our results suggest an evolutionary dead-end because gene loss may impose an evolutionary constraint at the behavioural level. The observed association between gene loss and reproductive strategies provides insights into suitable reproductive environments for each species and may facilitate non-invasive estimation of reproductive strategies in species with unknown breeding strategies.

    DOI: 10.1111/mec.17816

    PubMed

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  • Possible Involvement of Ghost Introgressions in the Striking Diversity of Vomeronasal Type 1 Receptor Genes in East African Cichlids. 査読 国際誌

    Shunsuke Taki, Zicong Zhang, Mitsuto Aibara, Tatsuki Nagasawa, Masato Nikaido

    Ecology and evolution   15 ( 5 )   e71467   2025年5月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Cichlids that have undergone adaptive radiation are genetically close but exhibit extreme ecological and morphological diversity, making them useful for understanding speciation mechanisms. Vomeronasal type 1 receptors (V1R) are highly conserved among teleost fish at the amino acid sequence level and are believed to play a fundamental role in reproduction. We previously reported the surprisingly high sequence diversity of V1Rs among certain cichlid species, suggesting a possible role for V1Rs in their speciation. In this study, we investigated the process of evolutionary diversification of all 6 V1Rs (V1R1-6) by using the genome data of 528 cichlid species, encompassing nearly all lineages. In the case of V1R2, two highly divergent alleles (1.17%: variant sites/coding sequence [CDS] length) without recombination were preserved and shared among cichlids found in all of the East African Great Lakes. In the case of V1R6, numerous highly variable alleles that could be derived from multiple recombination events between two highly divergent alleles (1.39%: variant sites/CDS length) were found among the Lake Victoria cichlids. Additionally, we identified highly divergent alleles of V1R1 within the tribe Tropheini, and of both V1R3 and V1R6 within Trematocarini and Ectodini. However, despite extensive investigations, we could not identify the source lineages for these introgressions, implying that they may have become extinct. This study revealed the potential role of introgression in explaining the remarkable diversity of V1Rs in East African cichlids.

    DOI: 10.1002/ece3.71467

    PubMed

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  • Pronounced expression of extracellular matrix proteoglycans regulated by Wnt pathway underlies the parallel evolution of lip hypertrophy in East African cichlids. 査読 国際共著 国際誌

    Nagatoshi Machii, Ryo Hatashima, Tatsuya Niwa, Hideki Taguchi, Ismael A Kimirei, Hillary D J Mrosso, Mitsuto Aibara, Tatsuki Nagasawa, Masato Nikaido

    eLife   13   2025年4月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Cichlid fishes inhabiting the East African Great Lakes, Victoria, Malawi, and Tanganyika, are textbook examples of parallel evolution, as they have acquired similar traits independently in each of the three lakes during the process of adaptive radiation. In particular, 'hypertrophied lip' has been highlighted as a prominent example of parallel evolution. However, the underlying molecular mechanisms remain poorly understood. In this study, we conducted an integrated comparative analysis between the hypertrophied and normal lips of cichlids across three lakes based on histology, proteomics, and transcriptomics. Histological and proteomic analyses revealed that the hypertrophied lips were characterized by enlargement of the proteoglycan-rich layer, in which versican and periostin proteins were abundant. Transcriptome analysis revealed that the expression of extracellular matrix-related genes, including collagens, glycoproteins, and proteoglycans, was higher in hypertrophied lips, regardless of their phylogenetic relationships. In addition, the genes in Wnt signaling pathway, which is involved in promoting proteoglycan expression, was highly expressed in both the juvenile and adult stages of hypertrophied lips. Our comprehensive analyses showed that hypertrophied lips of the three different phylogenetic origins can be explained by similar proteomic and transcriptomic profiles, which may provide important clues into the molecular mechanisms underlying phenotypic parallelisms in East African cichlids.

    DOI: 10.7554/eLife.99160

    PubMed

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  • Impaired pheromone detection and abnormal sexual behavior in female mice deficient for ancV1R. 査読 国際共著 国際誌

    Hiro Kondo, Tetsuo Iwata, Koji Sato, Riseru Koshiishi, Hikoyu Suzuki, Ken Murata, Marc Spehr, Kazushige Touhara, Masato Nikaido, Junji Hirota

    Current biology : CB   35 ( 1 )   21 - 35   2025年1月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Ancient vomeronasal receptor type-1 (ancV1R), a putative vomeronasal receptor, is highly conserved across a wide range of vertebrates and is expressed in the majority of vomeronasal sensory neurons, co-expressing with canonical vomeronasal receptors, V1Rs and V2Rs. The pseudogenization of ancV1R is closely associated with vomeronasal organ (VNO) degeneration, indicating its critical role in pheromone sensing. However, the specific role of ancV1R remains unknown. In this study, to elucidate the function of ancV1R, we conducted phenotypic analyses of ancV1R-deficient female mice. Behavioral analyses showed that ancV1R-deficient females exhibited rejective responses toward male sexual behavior and displayed no preference for male urine. Physiological analyses demonstrate that the loss-of-function mutation of ancV1R reduced VNO response to various pheromone cues, including male urine, the sexual enhancing pheromone exocrine gland-secreting peptide 1 (ESP1), and β-estradiol 3-sulfate. Pre-exposure to ESP1 did not overcome the rejection behavior caused by ancV1R deficiency. Analysis of neural activity in the vomeronasal system revealed increased responses in the medial amygdala and posteromedial cortical amygdala of mutant females upon contact with males but not in response to male urine alone. Additionally, upon male contacts, ancV1R-deficient females exhibited increased neural activity in the lateral septum, a stress-associated brain region, along with elevated stress hormone levels. Such effects were not observed in females exposed solely to male urine. These findings suggest that, in females, ancV1R facilitates VNO responses to pheromone stimuli and plays a crucial role in perceiving males as mating partners. The absence of ancV1R results in failure of male perception, leading to abnormal sexual behaviors and stress responses upon male contact.

    DOI: 10.1016/j.cub.2024.10.077

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  • Type 2 vomeronasal receptor expression in the olfactory organ of African lungfish, Protopterus annectens. 査読 国際誌

    Shoko Nakamuta, Zicong Zhang, Masato Nikaido, Takuya Yokoyama, Yoshio Yamamoto, Nobuaki Nakamuta

    Cell and tissue research   2024年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The olfactory organ of tetrapods, with few exceptions, comprises the main and accessory organs: olfactory epithelium (OE) and vomeronasal organ (VNO). Unlike tetrapods, teleost fish lack a VNO. However, lungfish, a type of sarcopterygian fish closely related to tetrapods, possesses a lamellar OE similar to the OE of teleosts and a recess epithelium (RecE) resembling the amphibian VNO. The RecE has been hypothesized as a primordial VNO. Olfactory receptors in tetrapods are distinctively expressed in the OE and VNO. For instance, type 2 vomeronasal receptors (V2Rs) in Xenopus are categorized into those exclusively expressed in the OE and those solely expressed in the VNO. It remains unclear whether V2Rs are differentially expressed between the lamellar OE and RecE in lungfish. This study investigated V2R expression in the lamellar OE and RecE of the African lungfish, Protopterus annectens. P. annectens V2Rs were categorized into three groups: those exclusively expressed in the lamellar OE, those exclusively expressed in the RecE, and those expressed in both the lamellar OE and RecE. V2Rs exclusively expressed in the RecE and those expressed in both the lamellar OE and RecE formed a distinct clade in the phylogenetic tree, whereas others were solely expressed in the lamellar OE. These findings suggest that lungfish V2R expression represents an intermediate stage toward complete segregation between V2Rs expressed in the OE and those expressed in the VNO.

    DOI: 10.1007/s00441-024-03918-2

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  • Severe Bottleneck Impacted the Genomic Structure of Egg-Eating Cichlids in Lake Victoria 査読 国際共著

    Minami Imamoto, Haruna Nakamura, Mitsuto Aibara, Ryo Hatashima, Ismael A Kimirei, Benedicto B Kashindye, Takehiko Itoh, Masato Nikaido

    Molecular Biology and Evolution   2024年5月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Oxford University Press (OUP)  

    Abstract

    Within 15,000 years, the explosive adaptive radiation of haplochromine cichlids in Lake Victoria, East Africa, generated 500 endemic species. In the 1980s, the upsurge of Nile perch, a carnivorous fish artificially introduced to the lake, drove the extinction of more than 200 endemic cichlids. The Nile perch predation particularly harmed piscivorous cichlids, including paedophages, cichlids eat eggs and fries, which is an example of the unique trophic adaptation seen in African cichlids. Here, aiming to investigate past demographic events possibly triggered by the invasion of Nile perch and the subsequent impacts on the genetic structure of cichlids, we conducted large-scale comparative genomics. We discovered evidence of recent bottleneck events in four species, including two paedophages, which began during the 1970s–1980s, and population size rebounded during the 1990s-2000s. The timing of the bottleneck corresponded to the historical records of endemic haplochromines’ disappearance and later resurgence, which is likely associated with the introduction of Nile perch by commercial demand to Lake Victoria in the 1950s. Interestingly, among the four species that likely experienced bottleneck, Haplochromis sp. ‘matumbi hunter,’ a paedophagous cichlid, showed the most severe bottleneck signatures. The components of shared ancestry inferred by ADMIXTURE suggested a high genetic differentiation between matumbi hunter and other species. In contrast, our phylogenetic analyses highly supported the monophyly of the five paedophages, consistent with the results of previous studies. We conclude that high genetic differentiation of matumbi hunter occurred due to the loss of shared genetic components among haplochromines in Lake Victoria caused by the recent severe bottleneck.

    DOI: 10.1093/molbev/msae093

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  • Localized Expression of Olfactory Receptor Genes in the Olfactory Organ of Common Minke Whales 査読

    Ayumi Hirose, Gen Nakamura, Masato Nikaido, Yoshihiro Fujise, Hidehiro Kato, Takushi Kishida

    International Journal of Molecular Sciences   25 ( 7 )   3855 - 3855   2024年3月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:MDPI AG  

    Baleen whales (Mysticeti) possess the necessary anatomical structures and genetic elements for olfaction. Nevertheless, the olfactory receptor gene (OR) repertoire has undergone substantial degeneration in the cetacean lineage following the divergence of the Artiodactyla and Cetacea. The functionality of highly degenerated mysticete ORs within their olfactory epithelium remains unknown. In this study, we extracted total RNA from the nasal mucosae of common minke whales (Balaenoptera acutorostrata) to investigate ORs’ localized expression. All three sections of the mucosae examined in the nasal chamber displayed comparable histological structure. However, the posterior portion of the frontoturbinal region exhibited notably high OR expression. Neither the olfactory bulb nor the external skin exhibited the expression of these genes. Although this species possesses four intact non-class-2 ORs, all the ORs expressed in the nasal mucosae belong to class-2, implying the loss of aversion to specific odorants. These anatomical and genomic analyses suggest that ORs are still responsible for olfaction within the nasal region of baleen whales, enabling them to detect desirable scents such as prey and potential mating partners.

    DOI: 10.3390/ijms25073855

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MISC

  • 新規鋤鼻受容体候補遺伝子ancV1R欠損オスマウスの表現型解析

    武田紗季, 近藤宏, 岩田哲朗, 二階堂雅人, 廣田順二

    日本農芸化学会大会講演要旨集(Web)   2024   2024年

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講演・口頭発表等

  • Genomic Parallels Between Cichlid Evolutionary Diversity and Human Disease 招待 国際会議

    Nikaido M.

    The 16th BRI International Symposium  2026年3月 

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    開催年月日: 2026年3月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 脊椎動物の非感覚器に発現する化学受容体遺伝子の進化的保存性

    西浦賀乃子, 二階堂雅人

    第11回ケモビ研究会  2026年3月 

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    開催年月日: 2026年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • V1Rを介した原始的フェロモン受容機構の分子基盤構築

    滝隼輔, 佐藤誠, 長澤竜樹, 二階堂雅人

    第11回ケモビ研究会  2026年3月 

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    開催年月日: 2026年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 魚類におけるOMPの異所的発現に関する研究

    深堀翔矢, 長澤竜樹, 二階堂雅人

    日本動物学会関東支部第78回大会  2026年3月 

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    開催年月日: 2026年3月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • 非嗅覚器における発現から再考するOMP遺伝子の機能

    長澤竜樹, 深掘翔矢, 二階堂雅人

    第11回ケモビ研究会  2026年3月 

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    開催年月日: 2026年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 哺乳類フェロモン受容体の系統的な起源とその祖先機能に関する研究

    野口立人, 長澤竜樹, 二階堂雅人

    日本動物学会関東支部第78回大会  2026年3月 

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    開催年月日: 2026年3月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • An Overview of Olfactory Related Gene Repertoires in Whales 国際会議

    Hirose A., Nishiura K., Zhang Z., Nikaido M.

    The 2nd Asian Genetics Consortium Conference  2025年11月 

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    開催年月日: 2025年11月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Alteration of mucosal immune responses may contribute to development of hypertrophied lips in cichlids 国際会議

    Hatashima R., Nikaido M.

    The 2nd Asian Genetics Consortium Conference  2025年11月 

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    開催年月日: 2025年11月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Possible Involvement of Ghost Introgressions in the Striking Diversity of Vomeronasal Type 1 Receptor Genes in East African Cichlids 国際会議

    Taki S., Zhang Z., Aibara M., Nagasawa T., Nikaido M.

    The 2nd Asian Genetics Consortium Conference  2025年11月 

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    開催年月日: 2025年11月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • The Fate of Olfactory Genes in Cetaceans: Insights from Ziphiidae 国際会議

    Hirose A., Nishiura K., Nikaido M.

    The 2nd Asian Genetics Consortium Conference  2025年11月 

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    開催年月日: 2025年11月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 東アフリカ産シクリッドにおける唇肥大化の形態形成メカニズム

    待井長敏, 畑島諒, 相原光人, 鈴木悠太, 鹿島誠, 長澤竜樹, 二階堂雅人

    日本動物学会第96回大会  2025年9月 

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    開催年月日: 2025年9月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • 卵保護魚類における卵膜硬化システムの収斂的な崩壊

    長澤竜樹, 待井長敏, 相原光人, 川口眞理, 安増茂樹, 二階堂雅人

    日本動物学会第96回大会  2025年9月 

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    開催年月日: 2025年9月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • ゼブラフィッシュにおける再生応答システムの進化起源

    山本千紗, 日野礼仁, 傳保聖太郎, 深堀翔矢, 菅裕, 二階堂雅人, 川上厚志

    日本動物学会第96回大会  2025年9月 

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    開催年月日: 2025年9月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • 脊椎動物の心臓におけるフェロモン受容体候補遺伝子ancV1Rの発現

    西浦賀乃子, 長澤竜樹, 二階堂雅人

    日本動物学会第96回大会  2025年9月 

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    開催年月日: 2025年9月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • ヒゲクジラ類が持つ嗅覚受容体遺伝子の嗅覚器および非嗅覚器における発現

    廣瀬亜由美, 西浦賀乃子, 坂東武治, 岸田拓士, 二階堂雅人

    日本進化学会第27回大会  2025年8月 

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    開催年月日: 2025年8月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 透明ナマズとその近縁種のゲノム比較による体組織透明化メカニズムの解明

    賈云帆, 相原光人, 長澤竜樹, 伊藤武彦, 藤田雅紀, 安藤靖浩, 二階堂雅人

    日本進化学会第27回大会  2025年8月 

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    開催年月日: 2025年8月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • ヴィクトリア湖畔シクリッドにおける有害ミトゲノムの拡⼤

    畑島諒, 二階堂雅人

    日本進化学会第27回大会  2025年8月 

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    開催年月日: 2025年8月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 東アフリカ産シクリッドにおける嗅覚受容体V1R遺伝⼦の多様性創出メカニズム―絶滅系統由来の可能性を探る―

    滝隼輔, 張子聡, 相原光人, 長澤竜樹, 二階堂雅人

    日本進化学会第27回大会  2025年8月 

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    開催年月日: 2025年8月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • GPCRとGnaの選択性の進化:脊椎動物の味覚受容体に着目して

    伊藤隆晃, 長澤竜樹, 兵藤晋, 二階堂雅人

    日本進化学会第27回大会  2025年8月 

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    開催年月日: 2025年8月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Convergent evolutionary deadend and breakdown of hard chorion in egg-guarding fish reproductive strategies 国際会議

    Nagasawa T., Machii N., Aibara M., Kawaguchi M., Yasumasu S., Nikaido M.

    SMBE2025  2025年7月 

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    開催年月日: 2025年7月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 古代魚ポリプテルスの鼻管について:脊椎動物に普遍的な外敵回避機構の検証

    伊藤隆晃, 西浦賀乃子, 木村優希, 中牟田信明, 長澤竜樹, 二階堂雅人

    第13回Tokyo Vertebrate Morphology Meeting  2025年7月 

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    開催年月日: 2025年7月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • ハリネズミの針形成メカニズム解明

    石橋礼, 黒瀬成美, 尋木ひかる, 吉富颯人, 田中亮輔, 小林汐織, 小薮大輔, 重谷安代, 立花利公, 岡部正隆, 長澤竜樹, 二階堂雅人

    第13回Tokyo Vertebrate Morphology Meeting  2025年7月 

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    開催年月日: 2025年7月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • 魚類V1Rを介したフェロモン受容機構の分子基盤解明

    滝隼輔, 佐藤誠, 長澤竜樹, 二階堂雅人

    第5回日本遺伝学会春の分科会「若手フォーラム」  2025年3月 

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    開催年月日: 2025年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 魚類V1Rの機能解明を目指した分子基盤構築

    長澤竜樹, 滝隼輔, 佐藤誠, 二階堂雅人

    第10回ケモビ研究会  2025年2月 

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    開催年月日: 2025年2月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 哺乳類フェロモン受容体V1Rの系統的起源とその祖先機能

    二階堂雅人

    第10回ケモビ研究会  2025年2月 

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    開催年月日: 2025年2月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 脊椎動物における非感覚器に分布する化学受容体の多様性と共通性

    西浦賀乃子, 長澤竜樹, 二階堂雅人

    第10回ケモビ研究会  2025年2月 

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    開催年月日: 2025年2月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 鯨類の非嗅覚に分布する嗅覚受容体を探して

    西浦賀乃子, 廣瀬亜由美, 二階堂雅人, 前田ひかり, 坂東武治

    2024年度勇魚会シンポジウム「海生哺乳類の研究」  2024年12月 

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    開催年月日: 2024年12月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • アカボウクジラ科の嗅覚器は他のハクジラ類と同じように退縮したのか?

    廣瀬亜由美, 岩原由佳, 中村玄, 小寺稜, 二階堂雅人, 庄司義則

    2024年度勇魚会シンポジウム「海生哺乳類の研究」  2024年12月 

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    開催年月日: 2024年12月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • 集団ゲノム解析を用いた肥厚した唇を持つヴィクトリア湖シクリッドの急速な多様化プロセスの解明

    中村遥奈, 相原光人, 二階堂雅人

    第47回日本分子生物学会シンポジウム「種内多様性の分子基盤や成立過程の解明に向けて」  2024年11月 

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    開催年月日: 2024年11月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • NGS解析技術を利用した微細藻類Nannochloropsisゲノム情報の統合と整理

    畑島諒

    GteXバイオものづくり領域 令和6年度(第2回)全体会議  2024年11月 

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    開催年月日: 2024年11月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • 古代魚ポリプテルスの”鼻管”に関する研究

    伊藤隆晃, 西浦賀乃子, 木村優希, 中牟田信明, 長澤竜樹, 二階堂雅人

    第9回ユニーク会 翔んで神奈川~相模原より愛を込めて~  2024年9月 

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    開催年月日: 2024年9月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • ナイルパーチ移入に伴うビクトリア湖産シクリッドのボトルネックに関するゲノムレベルでの検証

    今本南, 中村遥奈, 畑島諒, 相原光人, 二階堂雅人

    第96回日本遺伝学会高知大会  2024年9月 

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    開催年月日: 2024年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 霊長類におけるフェロモン受容体(V1R) とフェロモン受容関連遺伝子の進化

    小林愛実, 新宅勇太, 河村正二, 二階堂雅人

    第26回日本進化学会 神奈川大会  2024年8月 

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    開催年月日: 2024年8月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • ゲノム比較解析による透明ナマズの皮膚透明化機構の解明

    浦田龍, 賈云帆, 長澤竜樹, 相原光人, 伊藤武彦, 二階堂雅人

    第26回日本進化学会 神奈川大会  2024年8月 

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    開催年月日: 2024年8月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • ヴィクトリア湖産シクリッドにおける婚姻色の種間差を生み出す分子メカニズム解明

    一条信, 今本南, 相原光人, 二階堂雅人

    第26回日本進化学会 神奈川大会  2024年8月 

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    開催年月日: 2024年8月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • 卵保護魚類に共通した硬化卵膜の崩壊は繁殖戦略に進化的制約をもたらす

    長澤竜樹, 相原光人, 川口眞理, 安増茂樹, 二階堂雅人

    第26回日本進化学会 神奈川大会  2024年8月 

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    開催年月日: 2024年8月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 脊椎動物における異所性発現する化学受容体の多様性と共通性

    西浦賀乃子, 長澤竜樹, 二階堂雅人

    第26回日本進化学会 神奈川大会  2024年8月 

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    開催年月日: 2024年8月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • Molecular landscape of parallel evolution in hypertrophied-lip cichlids: An integrative comparative analysis of histology, proteomics, and transcriptomics

    第26回日本進化学会 神奈川大会  2024年8月 

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    開催年月日: 2024年8月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Evolutionary genomics of transparent muscle innovation in transparent ghost catfish

    第26回日本進化学会 神奈川大会  2024年8月 

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    開催年月日: 2024年8月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Possibly deleterious mitochondrial gene duplications widespread among cichlid fishes in Lake Victoria basin

    第26回日本進化学会 神奈川大会  2024年8月 

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    開催年月日: 2024年8月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Comparative Genomics of Cichlid Fishes in East African Great Lakes “Evolution” and “Conservation” 国際会議

    71st Annual Meeting of the Genetics Society of AustralAsia  2024年6月 

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    開催年月日: 2024年6月 - 2024年7月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Evolutionary Biology and Genetics of Cichlid Fish Inhabiting East African Lakes 招待 国際会議

    The 23rd International conference of The Genetics Society of Thailand (iGST) 2024  2024年5月 

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    開催年月日: 2024年5月 - 2024年6月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Genetic mechanism of parallel evolution of lip hypertrophy in cichlids revealed by comparative genomics 国際会議

    The 1st International conference on Genomic Big Ban  2024年5月 

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    開催年月日: 2024年5月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 遺伝子組換えゼブラフィッシュを用いたV1R 発現パターンの網羅的観察

    石丸敢太, 長澤竜樹, 二階堂雅人

    第4回日本遺伝学会春の分科会  2024年3月 

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    開催年月日: 2024年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • ヴィクトリア湖産シクリッドにおけるミトコンドリアの遺伝子重複

    畑島諒, 二階堂雅人

    第4回日本遺伝学会春の分科会  2024年3月 

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    開催年月日: 2024年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • ポリプテルスの鼻管における化学感覚の研究

    伊藤隆晃, 西浦賀乃子, 木村優希, 中牟田信明, 長澤竜樹, 二階堂雅人

    日本動物学会関東支部第76回大会  2024年3月 

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    開催年月日: 2024年3月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • 魚類の全ゲノム倍化後のOMP 遺伝子発現パターンの進化的比較解析

    長澤竜樹, 藤崎花美, 二階堂雅人

    第9回ケモビ研究会  2024年3月 

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    開催年月日: 2024年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • シクリッドV1R 遺伝子の多様性と機能的関連

    滝隼輔, 二階堂雅人

    第9回ケモビ研究会  2024年3月 

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    開催年月日: 2024年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 哺乳類フェロモン受容体V1R の進化的起源

    二階堂雅人

    第9回ケモビ研究会  2024年3月 

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    開催年月日: 2024年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • ハリネズミで散見される原因不明の皮膚病変 ー疑われる病原体の同定ー

    研究課題/領域番号:25K09462  2025年4月 - 2028年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    木庭 猟達, 二階堂 雅人

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    配分額:4420000円 ( 直接経費:3400000円 、 間接経費:1020000円 )

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  • 東アフリカ産シクリッドの適応放散と平行進化をもたらした大規模な祖先多型の起源

    研究課題/領域番号:24KK0141  2024年9月 - 2029年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  国際共同研究加速基金(海外連携研究)

    二階堂 雅人

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    配分額:20930000円 ( 直接経費:16100000円 、 間接経費:4830000円 )

    我々は莫大な種多様性を誇る東アフリカ産シクリッドの祖先多型(SGV)に注目しながら、種分化や平行進化のメカニズムについて研究を進めている。本研究計画ではビクトリア湖シクリッドのゲノム比較により種間で顕著に分化した「種分化候補遺伝子」を探索・機能検証した上で、その変異の起源がSGVに由来している可能性や、そのSGVが平行進化に寄与した可能性を検証することを目指す。本年度はビクトリア湖シクリッドの中でも特に卵稚魚食という特異な生態をもつH. sp. matumbihunter(マタンビハンター)に着目し、その全ゲノム比較解析、系統解析によってその種の集団動態を明らかにした。それによるとマタンビハンターは他のシクリッド種と比較するとその遺伝的多様性が極めて低く、それは1990年代初頭に急激に低下したことが示唆された。これはビクトリア湖に殖産目的で導入された大型魚食魚ナイルパーチが爆発的に個体数を増加させたタイミングと一致しており、マタンビハンターがナイルパーチとニッチェの競合もしくは捕食によってボトルネックを起こしたと推察された。また、唇の肥大化したH. chilotes(キロテス)の唇に関する組織学解析、トランスクリプトーム・プロテオーム解析を実施し、唇の肥大化は唇の先端部におけるプロテオグリカンの過大な発現、蓄積によって引き起こされていることが明らかとなった。このプロテオグリカンによる唇肥大化は、マラウィ湖、タンガニィカ湖でも同様であることが分かり、これは平行進化の分子基盤を明らかにする上で重要な知見となった。

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  • 近縁ナマズ2種のゲノム比較に基づく体組織の高度な透明化に関わる遺伝子基盤

    研究課題/領域番号:24K21986  2024年6月 - 2027年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    二階堂 雅人

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    配分額:6370000円 ( 直接経費:4900000円 、 間接経費:1470000円 )

    我々は「透明な体」を達成する遺伝的基盤の解明を目指し、筋肉および皮膚の透明度が極めて高い「透明ナマズ」と、遺伝的には近縁であるものの透明ではない「不透明ナマズ」の2種を透明化研究のモデル動物として研究を進めている。本計画では我々のグループが決定した2種(およびデータベースに登録された他のナマズ類)の高品質な全ゲノム配列を用いたゲノム比較(進化圧解析・トランスクリプトーム解析)とその結果に基づいた組織化学・分子生物学的な解析を中心に進め、体組織の透明化に関わる候補遺伝子を網羅的に特定していく。本年度においては二種のトランスクリプトーム比較に加え、「透明ナマズ」とその近縁な11種に関して「透明ナマズ」 特異的な遺伝子欠失や自然選択の働いた遺伝子を網羅的に探索した。この解析から「透明ナマズ」において黒色素胞の数やサイズに関与するpmelb遺伝子における大規模な欠失による偽遺伝子化が検出された。さらにトランスクリプトーム解析により「透明ナマズ」において脂質合成、血管新生、造血に関わる遺伝子群の発現量低下が検出され、脂質の合成や蓄積に関与するctrp2、fabp、血管新生、造血に関与するbirc5a、mts2が偽遺伝子化していることが分かった。さらに脂肪細胞における脂肪酸の取り込みに重要なcd36や血管新生、造血の両方を担うesam遺伝子において自然選択が働き機能が変化していることが示唆された。また「透明ナマズ」においては実際に筋組織中に含まれる脂肪量(割合)が有意に少ないことが分かった。さらに、「透明ナマズ」においてDNA修復やシャペロン(ヒートショックタンパク質)の遺伝子群の発現量が上昇していることが分かり、可視光や紫外線への耐性を獲得したことが示唆された。

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  • 脊椎動物が共有する鋤鼻受容体ancV1Rを介したフェロモン受容機構とその適応的意義

    研究課題/領域番号:24K02074  2024年4月 - 2027年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    二階堂 雅人

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    配分額:17420000円 ( 直接経費:13400000円 、 間接経費:4020000円 )

    脊椎動物は種間で多様な典型的フェロモン受容体「V1R」を各種で数十から数百コピーずつ持つことが分かっているが、我々はその中に、広範な種が共有する例外的かつ唯一のancV1Rを発見した。本研究ではancV1Rの進化圧解析や機能解析から、その未知機構と適応的意義の解明を目指している。今年度は脊椎動物のV1R受容体の系統解析を実施し、それらが11のクレードに分類されることが分かった。そして、哺乳類に特有の多様なV1Rは全てがV1R2クレードに属する一方、他の10クレードではオーソログ遺伝子が高度に保存されていた。興味深いことに、これまで例外とされていたancV1Rも、その10クレードの1つに過ぎないことが分かった。これらV1Rの進化圧解析の結果、クレード間で進化的制約の違いが明らかとなり、特にancV1RやV1R6は構造的制約が小さいことが示唆された。ancV1Rはリガンド非依存的に構成的活性を示す可能性があるが、今後V1R6にも同様の機能があるかを検証する必要性がある。また、オーソログが保存されているV1Rクレードの一部は胃や心臓など嗅覚器官以外でも発現が確認され、これらの機能を調べることがancV1Rの機能解明にも重要な手がかりを与えると期待される。

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  • ハイギョの原始的鋤鼻器における2型鋤鼻受容体および発生関連遺伝子の発現解析

    研究課題/領域番号:23K05549  2023年4月 - 2026年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    中牟田 祥子, 中牟田 信明, 二階堂 雅人

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    配分額:4680000円 ( 直接経費:3600000円 、 間接経費:1080000円 )

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  • 新規鋤鼻受容体ancV1Rを介したフェロモン受容機構の解明

    2023年4月 - 2026年3月

    旭硝子財団  化学・生命・ステップアップ助成 

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    担当区分:研究代表者 

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  • 貝殻を利用する矮小シクリッドの平行進化および側所的種分化の機構解明

    研究課題/領域番号:22H02686  2022年4月 - 2027年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    高橋 鉄美, 京極 大助, 二階堂 雅人, 渡邉 正勝

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    配分額:17030000円 ( 直接経費:13100000円 、 間接経費:3930000円 )

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  • 貝殻を利用する矮小シクリッドの平行進化および側所的種分化の機構解明

    研究課題/領域番号:23K23949  2022年4月 - 2027年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    高橋 鉄美, 京極 大助, 二階堂 雅人, 渡邉 正勝

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    配分額:17030000円 ( 直接経費:13100000円 、 間接経費:3930000円 )

    タンガニイカ湖に固有なTelmatochromis temporalisには三つの生態型が見られる。岩の隙間に隠れる普通型(最大体長8cm)、シェルベッド(巻貝の空き殻が敷き詰められた底質)に生息して貝殻を隠れ場所とする矮小型(同4cm)、そして岩と砂の混ざった底質に生息して岩の下に隠れる痩身型(同6cm)である。本研究では、矮小型の進化に注目して、1)普通型の体サイズに関するstanding genetic variation (SGV)が矮小型への平行進化を可能にしたとする仮説を分子生物学的に検証し、2)側所的種分化の初期段階として、岩場とシェルベッドで体サイズに対する同類交配が生じるかを飼育実験で確かめる。
    1の研究では、体サイズの責任遺伝子を探索するため、pooled genome-wide association study (pool-GWAS)を行った。その結果、矮小型が並行して進化したチブウェンソロとウォンジにおいて、10個の共通する一塩基多型(SNPs)を特定した。さらにそれらのSNPsを、普通型と矮小型を交配して作成したF2でジェノタイピングし、3つのSNPsで体サイズと関係することが明らかとなった。これらのSNPsは、普通型で多型として維持されており(SGV)、シェルベッドが出現した際に、小さい体サイズを発現するアリルに選択圧がかかり、矮小型が進化したことを示している。しかし、これらのSNPsでは体サイズに対する寄与率が低いため、他の遺伝子も体サイズ進化に関わっていると考えられ、今後の課題として残った。
    2の研究では、両型を交配させたF2が必要である。現在、昨年3月に持ち帰った個体からF1を20個体程度得たところである。まだ成熟していないが、飼育は順調に行われている。
    このほか、現地調査で痩身型の進化について調べた。それを含め、3報を投稿中である。

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  • 東アフリカ産シクリッドの適応進化と平行進化の分子メカニズム解明

    研究課題/領域番号:20KK0167  2020年10月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))  国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

    二階堂 雅人, 長澤 竜樹, 高橋 鉄美

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:16770000円 ( 直接経費:12900000円 、 間接経費:3870000円 )

    本研究計画では「全ゲノム比較解析」に基づく適応遺伝子の網羅探索に加えて、より具体的に「唇の肥大化」に関わる平行進化メカニズム、「V1Rフェロモン受容体」による種分化、をテーマに掲げ、これらが祖先多型によって説明しうるかを検証することを目的としている。国際共同研究相手としてスイスのSeehausen博士、タンザニアのKimireiおよび Mzighani博士、そして米国のKocher博士を選定している。初年度から海外渡航が厳しい状況となったため、国際共同研究相手の諸氏とは、Zoom、メールを用いて研究内容に関する詳細な打ち合わせを進めている。Seehausen博士と推進するV1Rに関しては、全ゲノムが報告された東アフリカ産シクリッドおよび南米産シクリッドを対象に、その塩基配列を網羅的に単離することに成功し、現在は大量の配列データのアラインメントと系統樹構築をおこなっている。Kocher博士とは、ビクトリア湖産シクリッドの性決定領域決定に関わる共同研究のため、我々が採取したシクリッド野生個体のサンプルを個体情報とともに送付した。Kocher研究室にて解析は進められており、順次論文としてまとめる予定である。タンザニア水産研究所のKimirei博士とは、今年度中の野外調査の実施を目指して、時期や方法に関わる詳細を打ち合わせているところである。唇肥大化メカニズムに関わる遺伝子の探索や、前年度において論文を発表した祖先多型(SGV)に関わる研究も、データ量や解析種を増やしさらにその起源について深く議論するためのデータを集めている。

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  • メタゲノムおよびメタボローム解析を用いた実環境での殺藻細菌の機能解明

    研究課題/領域番号:20H03070  2020年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    藤田 雅紀, 木村 信忠, 二階堂 雅人

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    担当区分:研究分担者 

    配分額:17550000円 ( 直接経費:13500000円 、 間接経費:4050000円 )

    ① 同定した殺藻細菌および殺藻物質の実環境での機能解析 Pseudomonas属殺藻細菌をモデルとし、アオコ原因藻類との共培養により産生誘導される殺藻物質を同定するためのメタボロミクス解析方法を確立した。解析の結果、共培養下で特異的に産生される化合物を見出し、赤潮原因藻類に対する殺藻物質として報告のあるpseudopyronine Aであり、またアオコ原因藻類である藍藻Microcystis aeruginosaに対しても顕著な活性を示した。以上の結果から、確立したメタボロミクス法は共培養で機能する殺藻物質を見出す手法として有望と考えられた。
    ② 赤潮・アオコ発生促進に関与する微生物の存在解析 Pseudomonas属殺藻細菌の機能解析の過程において緑藻および浮草などの光合成生物に対して増殖促進活性を示す植物ホルモン様化合物を見いだした。また、Pseudomonas属殺藻細菌の産物であるpyoluteorinを環境試水に作用したところ、緑藻Chlamydomonasが顕著に増加した。
    ③ 未分離未培養の殺藻細菌の検出とそれが生産する殺藻物質の同定 メタゲノム解析から水草バイオフィルムがPseudomonas属、Acidovorax属、Stenotrophomonas属、Rhizobium属などの培養可能な殺藻細菌の供給源である事が示された。また、殺藻細菌の割合はいずれも1-3%程度の存在率で十分な活性を示す事、未培養の殺藻細菌候補も存在する事が示唆された。
    ④ 分離殺藻細菌からの殺藻物質および生合成遺伝子の同定 環境試料から新たにRhizobium属、Stenotrophomonas属、Hydrogenophaga属を主とする殺藻細菌を得て、その培養液に殺藻活性を検出している。そのうちの一つであるRhizobium属細菌の培養液から、殺藻活性を示す炭化水素の結晶を得た。

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  • メタゲノムおよびメタボローム解析を用いた実環境での殺藻細菌の機能解明

    研究課題/領域番号:23K20290  2020年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    藤田 雅紀, 二階堂 雅人, 木村 信忠

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    配分額:17550000円 ( 直接経費:13500000円 、 間接経費:4050000円 )

    微生物は同種細胞密度を感知して様々な機能発現を制御するクオラムセンシング機構(QS)を有する。これまでQSは同種細胞にのみ機能し、異種間の相互作用は認識されていなかった。しかし、我々が見出した新規インドロキナゾリン化合物であるQAI-1は、本来の誘導物質(オートインデューサー、AI)が異なる複数のレポーターアッセイ系において、本来のAI以上のQS活性を示した。また、自身ではAIを生産せず、他者からAIを受容すると考えられるLux-soloと呼ばれる細菌が、環境中細菌の7割を占めると報告されている。そこでQAI-1が多くの菌種に対して普遍的に作用するのであれば、LuxR-soloを含め様々な細菌に対する汎用的な微生物機能誘導剤として利用できるのではと考え、その実現可能性を検討した。
    ① レポーターアッセイによる有効範囲の検討 それぞれC10-AHLとC6-AHLを本来の基質とするC. violaceun VIR24とS. marcescens AS-1に対してQAI-1を作用させたところ、10 pmolの処理でレポーター活性であるviolaceinの産生が認められた。一方でS. marcescens AS-1Δに関しては、約250 nmolのQAI-1添加によってもレポーター活性であるprodigiosinの産生が認められなかった。これまでレポーターアッセイを行った5株の中で、初めて活性を示さないものを見出した。
    ② 遺伝子発現スクリーニング法の確立 環境から分離した野生菌株に対する機能発現試験を実施した。野生分離株はどの様な機能がQSで制御されているのかなど全く不明である。そこで、簡便に多検体を試験可能なシデロフォアと抗酸化物質および緑膿菌のQS表現型として知られるバイオフィルム産生試験を確立した。また、78検体を試験したところ35株に何らかの表現型変化が認められた。

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  • シクリッドの唇肥大化に関わる収斂進化メカニズム解明

    2013年

    株式会社キョーリン  リバネス研究費 キョーリン賞 

    二階堂雅人

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • 収斂進化機構解明に向けたシクリッド異種間交雑個体の遺伝学的解析

    2009年

    住友科学技術財団  住友科学技術財団研究助成 

    二階堂雅人

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • ビクトリア湖産シクリッドのフェロモン・嗅覚コミュニケーションを介した共生システムの構築

    2006年

    国際科学技術財団  国際科学技術財団研究助成 

    二階堂雅人

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • 哺乳類における上皮性付属器の形態的多様化に関する進化発生学的研究

    2004年

    理工学振興会  理工学振興会研究助成 

    二階堂雅人

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • SINE挿入多型を指標とした食肉製品の迅速な種判別システムの開発

    2004年

    ネスレ科学振興会  ネスレ科学振興会研究助成 

    二階堂雅人

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • SINEを指標とした鯨類の系統的、集団遺伝学的解析

    2001年

    人自然環境研究センター  公益信託乾太助記念助成基金 

    二階堂雅人

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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担当経験のある科目(授業)

  • 特別講義【野生動物学詳論】

    機関名:東京農業大学農学研究科

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  • 特別講義【東アフリカ産シクリッドにおける唇肥大化に関わる平行進化メカニズム】

    機関名:上智大学理工学部・物質生命理工学科

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  • 特別講義(一)

    機関名:東京農業大学

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  • 集中講義【生物学特論 X?】

    機関名:名古屋大学理学部生命理学科

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  • 東京大学農学部

    機関名:農学生命情報科学特論?

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  • 分子進化学

    機関名:東京工業大学生命理工学部

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  • 分子進化学特論

    機関名:東京工業大学大学院生命理工学研究科

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  • 生命理工学課題解決演習

    機関名:東京工業大学生命理工学部

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  • 生命科学基礎実験第一・二

    機関名:東京工業大学大学院生命理工学部

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  • 生命理工学総合実験第一・二

    機関名:東京工業大学大学院生命理工学部

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  • 生命科学基礎実験

    機関名:東京工業大学生命理工学院

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  • 模擬授業【DNAで解き明かしたシーラカンスの生息地の謎 】

    機関名:東京都市大学付属高校

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  • 授業【クジラの先祖は何?】

    機関名:大田区立清水窪小学校

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  • 集中講義【DNAレベルで理解する生物の進化多様性】

    機関名:鹿児島鹿児島大学理学部

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