東京農大農学集報 平成 年 月 日受付 平成 年 月 日受理 東京農業大学農学研究科畜産学専攻 東京農業大学農学部バイオセラピ 学科 本研究ではイヌのメラノコルチン 受容体 遺伝子に存在する一塩基多型 と 訓練能スコア との関連性をゴ ルデンレトリ バ ラブラド ルレトリ バ ミニ チュアシュナウザ マルチ ズ 柴の 犬種 計 個体のゲノム を用いて調査した 個体のゲノ ム について遺伝子型判別を行った結果 ラブラド ルレトリ バ マルチ ズ 柴の 犬種におい て の遺伝子型およびアレル頻度に犬種差が認められた また 多型によって判別される 遺伝子型と訓練能スコアとの間に有意な関連が認められた 遺伝子 犬種差 行動特性 型 遺伝子のエクソン 領域に存在する反復配 列の回数によって 遺伝的傾向の強い気質成分とされてい る新奇探求性スコアが変化することが明らかになってい 日本におけるイヌの飼育頭数は 万頭を超え 現在 る もなお増加傾向にある 近年のペットブ ムやペット可住 年にはイヌにおいても同遺伝子の同部位に反復配 宅の充実などの社会的現象がイヌの飼育頭数増加に拍車を 列が存在することが報告されている その後今日までに かけていると考えられているが イヌは盲導犬などの補助 様 な行動特性関連候補遺伝子の多型検索とその犬種特異 犬から生活に潤いを与えてくれる愛玩犬まで 人間の生活 性が検討されてきたが イヌの行動特性と遺伝子多型と にはなくてはならない存在として広く社会に受け入れられ の関連性についての報告は僅かである ている 動物福祉を含め イヌとヒトとの関わりの重要性 イヌを飼育管理する上で 飼いやすさ というのは重要 は以前よりも強く社会に認識されてきているが 一方でイ 視される要因であるが それは飼い主のライフスタイルに ヌにまつわるトラブルなどの解決すべき課題が山積してい 沿うものであり個 に異なる すなわち イヌの 飼いや るのも事実である すさ を科学的に定義することは困難である そこで本研 イヌとヒトの生活がより密接になれば 当然両者の生活 究では イヌの飼いやすさの中でも特に重要な しつけの に多少の問題点が顕在化するようになる 例えばイヌの鳴 しやすさを左右するであろうイヌの訓練性能に注目した き声が近所迷惑になるなどの問題行動が挙げられるが こ 一概に訓練性能といっても イヌに求める用途によって れらの問題点は飼い主があらかじめ 飼う犬種の行動特性 訓練性能の構成要因は変化するが 想定される種 要因の やイヌの習性を学び 事前に予防策を講じることで防ぐこ 中でもイヌの 命令への反応 については訓練性能の中核 とができる しかし イヌの行動特性や習性に基づいた飼 をなす要因と考えても良いだろう 武内らの調査による 育管理方法については多くのことが既に知られている反 と 飼い主へのアンケ ト調査によって得た回答を因子 面 それらに強く影響する遺伝的背景についてはよく分 分析によって解析した結果 報酬が見えている時の飼い かっていない 主の命令に対する反応 の頻度と 報酬が見えていない時 の飼い主の命令に対する反応 の頻度により構成される因 子が抽出されており この 成分による因子は 訓練能 ヒトで 性格は 氏も育ちも といわれるように 性格 と命名されている 両構成成分ともに 犬が飼い主の命令 形成において遺伝要因と環境要因は互いに欠くことができ に従う頻度が高ければそれぞれのスコアが高くなり 結果 ないものであるとされている 遺伝子と性格の関連性が初 として訓練能 訓練能スコア が高いと解釈される めて報告されたのは 年で ヒトのド パミン受容体
木村雄一
増田宏司
土田あさみ
大石孝雄
論 文 要約 キ ワ ド 背 景 イヌの行動特性は じ め に
イヌメラノコルチン 受容体遺伝子に
おける一塩基多型の犬種間比較と
訓練能 との関連性について
ῑ ῑ ῑ ῑ ῑ ῍ ῐ ῑ῍ ῐ ῑ ῐ ῑ ῏ ῐ ῑ ῐ ῑ ῍ ῒ ΐ ῍ ῍ ῍ ῍ ῍ ῌ ῍ ῍ ῍ ῌ ῍ ῌ ῍ ῍ ῍ ῐ ῑ ῍ ῍ ῌ ῌ ῌ ῍ ῎ ῍ ῍ ῌ ῌ ῍ ῒ ΐ ῍ ῍ ῎ ῌ ῍ ῒ ῌ ΐ ῌ ῍ ῍ ῍ ῌ ῌ ῍ ῍ ῍ ῍ ῎ ῍ ῒ ΐ ῌ ῍ ῌ ῍ ῍ ῍ ῒ ῌ ΐ ῒ ΐ ῍ ῒ ΐ ῍ ῒ ΐ ῍ ῌ ῍ ῍ ῌ ῐ ῑ ῌ ῍ ῏ ῏ ῏ ῏ ῏ ῏ ῏ ῏ ῏ ῏ ῏ ῏ ῏ ῏ ῏ ῌ ῌ῍
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Articles , * ** : SNPs ; G C, G A DNA DNA G C G C : , D*
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J. Agric. Sci., Tokyo Univ. Agric., ( ), ( )
MC R MC R SNPs DRD + , -.1 2 3 // . ,1* ,1. ,*++ ,, 1 -* ,, +* ,, , 0** 2/2 / 11 11 -0** 0** . -+-** +333 , +330 // . ,1* ,1. ,*++ , , .
,
ῌ社 が存在するため 制限酵素断片長多型判定 イヌ 遺伝子は 番染色体上に位置し コ ド領 法 法 を用いて遺伝子型を確認した では 域の全長が のイントロンを持たない遺伝子である 制限酵素 と 産物を で 時間反応さ 既にイヌ 遺伝子にはコ ド領域の 番目と せ アガロ スゲルを用いた電気泳動を行い その断 番目に 箇所の一塩基置換 グアニンからシト 片長によって 型 型 型の遺伝子型を判別 シンへの置換 グアニンからアデニンへの置 した また いずれの電気泳動も 染色にはエチジウムブ 換 が存在することが明らかになっている ヒトではこの ロマイドを用いた メラノコルチン受容体は タンパク質共役型の副腎皮質 刺激ホルモン受容体 であり 種のサブタイ プ が知られている このうち 型受容体は 全ての検定において有意水準は とした 遺伝子 にのみ親和性を示し ストレス反応系において重 型頻度の犬種間比較 ラブラド ルレトリ バ マル 要であると考えられている チ ズ 柴 にはカイ二乗検定 を用い 本研究では イヌのメラノコルチン 受容体遺伝子に存 た また 訓練能における因子得点と各遺伝子型との関連 在する 箇所の遺伝子多型について その多型頻度の犬種 性はクラスカル ウォリス検定 に 間比較と イヌの訓練能との関連性を探ることを目的とし よって解析を行った 全てのデ タ解析にはエクセル統計 た 社会情報システム を用いた 犬種別遺伝子型頻度 アレル頻度 ヘテロ接合度 材料となるイヌのゲノム は東京大学獣医動物行動 は表 に示す 多型において ラブ 学研究室より提供していただいた これらのイヌには同時 ラド ルレトリ バ マルチ ズ 柴については 遺伝 にイヌの飼い主により行動頻度の段階評価がなされており 子型頻度およびアレル頻度において有意な差が認められた 科学研究費補助金 基盤研究 課題番号 因 子分析によって行動特性に関する 種類の因子 攻撃性 なお 反応性 甘え 探索性 訓練能 人見知りなど と各因子 ゴ ルデンレトリ バ とミニチュアシュナウザ はサン における因子得点が得られている 本研究ではそれらの行 プル数が少ないため この解析から除外した 同様に 動特性のうち 訓練能に着目したため 訓練能スコア 因 多型についてもゴ ルデンレトリ バ とミニチュ 子得点 順にサンプルを並べ替え スコアの上位 検体と アシュナウザ を除いた 犬種で検定を行ったが 有意な 下位 検体の合計 検体を実験に用いた 検体の犬種 差は認められなかった また 両多型間に連鎖は認められ の内訳はゴ ルデンレトリ バ ラブラド ル なかった レトリ バ ミニチュアシュナウザ 犬種 計 サンプルについて 遺伝子型と訓練能の関 マルチ ズ 柴 であった にはプ 連性をクラスカル ウォリス検定を用いて検討した結果を ライマ 図 に示す 多型と訓練能スコアに有意な関連 を用いた 電気泳動 が認められた また により目的鎖長 のバンドがうまく確認できな の多重比較により 型が 型に比べて有意 かった場合は に代えて に高い訓練能スコアを示した 多型については を使用した 鎖長は 訓練能スコアとの関連性は認められなかった の酵素は タカラバイオ株式会社 を用い た テンプレ ト を含む全量 を含む に試薬を調整し で 分間の予備変 本研究では イヌの行動特性関連候補遺伝子としてメラ 性後 秒 秒 秒の行程を サイ ノコルチン 受容体遺伝子 に着目し 同遺伝子に クル行い 最後に で 分間の伸長反応を行った その 認められる既知の一塩基多型 および 後 アガロ スゲルを用いて電気泳動を行い 目的鎖 の犬種間比較およびイヌの行動特性の中でも特に訓練能と 長のバンドを確認した の関連性について検討した 遺伝子型判別を行った 箇所の一塩基多型のうち には有意な犬種差が認められた によって イヌ 遺伝子における 箇所の 判別した遺伝子型について犬種別に見てみると ラブラ は シ ケンシングの波形から遺伝子型を判別 ド ルレトリ バ の多くが 型であるのに対し マ した 受託解析サ ビス マクロジェンジャパン ルチ ズは 型が最も多く 柴は 型が最も多い結 その際 ヘテロ接合体についてはシ ケンシング波形の蛍 果となった また 型を示す柴の個体は確認できな 光ピ ク強度が同等であることをもって判別した また かった これまでに検討されてきた一塩基多型の犬種間比 多型については制限酵素認識部位 較によって 様 な犬種特異性が報告されてきているが メラノコルチン 受容体 遺伝子 統計解析 サンプル プライマ デザイン 遺伝子型の同定
材 料 と 方 法
結
果
考
察
῎ ῏ ῌ ῍ ῌ ῎ ῎ ῌ ῍ ῍ ῌ ῌ ῎ ῎ ῎ ῎ ῎ ῎ ῍genotype ; df . p . . allele frequency ; Fermentas RFLP RFLP -bp Bsh I PCR . G C ; G G G C C C G A ; G ACTH-R MC R R p . ACTH Chi-square test
Kruskal Wallis test
Heter-DNA ozygosity G C B df . p . . Chi-square test G A n n n n n PCR
MC R F ; -ttg tct taa cca cta gcc gg- , MC R G C
R ; -agc atg agc att tgt tgg tg- Kruskal Wallis test : p .
-bp scheffe G G C C
MC R R MC R R ; -aag gca G A
atc tca gca aca gg- -bp PCR exTaq ng bu er, dNTP, primer G C G A . G C G C SNPs G C, G A G G DNA ; G C C C G G G C Bsh I ; MC R MC R l MC R MC R DNA PCR MC R , +* , . .- 22+ * ***+ + 23+ +,-0 -1 +0 0** 2/2 + / , 0** 2/2 / + / , * */ , , ,**2 + 0** *-.0*+-+ 2 , .* 11/ * ***+ 2/2 .+ --0 11 11 . ,* 0 / 11 ,* ,1 , / - , + 0** + / - * *,/, 322 , + , , / 2/2 - +,.0 -* /* # 3/ / 3/ -* /0 -* 1, 0* -/ , 1, / 0** 2/2 + / , 0** 0** , 0** 2/2 0** +,-0 , , , , , , c c m ῌ ῌ ῌ ῌ ῌ ῌ ῌ ῌ ῌ ῌ
木村 増田 土田 大石 イヌ 遺伝子 および の犬種差 イヌ 遺伝子の一塩基多型と訓練能スコアの 関連性 と訓練能スコア 型が 型に比べて有意に高い訓練能スコ アを示した と訓練能スコア 有意な関連なし エラ バ は標準誤 差を示す 型の犬種差を越えた一般的な訓練能の差異を確認する必要 があると考えられた 現在まで メラノコルチン受容体遺伝子に関しては メ ラノコルチン 受容体 遺伝子と麻薬探知犬の関 係についての調査がなされている メラノコルチン 受容 体遺伝子はイヌの毛色決定遺伝子であり 一塩基置換に よってもたらされる 種類の遺伝子型 すなわち 濃色 と 淡色 によって毛色が決定すること が知られているが このうち同じ濃色内でも が よりも麻薬探知犬の訓練合格率が高いことが判明して いる 遺伝子と行動特性の直接的な関連性につい てはこれまで報告がなされていないため 本研究において 遺伝子の 多型と訓練能との関連性が明ら かになったことは メラノコルチン受容体遺伝子群と訓練 性能との深い関係性を示唆するものであるのかもしれな い 本研究で訓練能との関連が認められた は同義置換 である すなわち によってアミノ酸配列は変化しないため コ ドされるタンパクの表現型は変化しないと推測される し かしながら ヒトのド パミン受容体 型 遺伝子 に存在する数箇所の 変異のうち 多型において その変異が の安定性や受容体タン パク質の 次元構造を変化させるという報告がなされるな ど 同義置換であっても遺伝子発現系に影響を及ぼす可 能性が考えられるため 今後は 多型について レベルでの検討を行うことが必要であると考えら れた 本研究ではイヌ 遺伝子の による遺伝子 特に日本在来犬種に関しては 洋犬とは大きく異なる遺伝 型頻度の犬種多様性を確認し と訓練能との有 子型分布を示すことが多いことが明らかになっている 意な関連性を明らかにすることができた 遺伝子多型と行 本研究で明らかになった の犬種差 特に日本犬 動特性の関連性について今後も研究が行われることで イ と洋犬の差はそれぞれの犬種が受けてきた選抜育種の違い ヌの訓練成功に関連する遺伝的諸要因を明らかにでき ひ を示すものであろうし ひいては犬種による行動特性の差 いては盲導犬や麻薬探知犬などの使役犬候補個体の適性評 を説明しうる一つの要因である可能性があると考えられ 価に貢献することが期待される また 将来的にこれらの た 今後はさらにサンプル数を拡大し ゴ ルデンレト 関連性が機能的に解明されれば 訓練によるイヌの学習成 リ バ とミニチュアシュナウザ など他の犬種も含めた 立過程の理解など 脳神経科学発展への貢献も期待できる 解析を行い 多型の犬種多様性を確認し この多 ため 意義が大きいと考えられた また これらの期待さ 表 図 ῐ ῐ ῐ ῒ ῒ ῌ ῏ ῐ ῒ ῌ ῑ ῌ ῏ ῐ ῒ ῌ ῒ ῏ ῐῌ ῌ ῎ ῎ ῌ ῍ ῍ ῏ ῐ ῌ ῍ ῍ ῍ ῏ ῐ ῏ ῐ ῍ ῌ ῍ ῒ ῍ ῌ ῒ ῏ ῐ ῌ ῒ ῍ ῌ ῍ ῏ ῐ ῍ ῒ ῍ ῍ ῍ ῒ ῌ ῒ ῍ ῍ ῒ ῌ ῌ ῒ ῍ ῍ ῍ ῍ ῌ ῍ ῌ ῍ ῍ ῍ ῍ ῍ ῍ ῌ ῍ ῎ ῎ ῎ ῎ ῎ ῎ ῌ ῌ ῌ ῌ 272 G C G A MC R a G C p . G G C C b G A p . R R R ter ter ter
R R R ter G C G C synonymous mutation G C D synonymous T C mRNA G C mRNA G C G C G C G C MC R MC R MC R MC R MC R DRD MC R ++ +, -/ 0** 2/2 , 0** * */ 2/2 * */ + + -0** 0** 0** , 3/1 -0** 0** 0** 0** 0** , + , , , , , + + ῌ ῌ ῌ ῌ ῌ ῌ ῌ ῌ
武内ゆかり 年度科学研究費補助金 基 盤研究 研究成果報告書 課題番号 日本比較内分泌学会編 ストレスとホルモン 学会 出版センタ れる成果はヒトとイヌのより良き共生関係を築くために重 要であると考えられた 本研究を遂行するにあたり 貴重なイヌ サン プルおよび行動特性デ タを提供していただいた東京大学 大学院農学生命科学研究科 獣医動物行動学研究室 武内 ゆかり准教授に感謝いたします 引用文献 謝辞 ῑ ῑ ῑ ῑ ῑ ῑ ῐ ῑ ῏ ῐ ῑ ῐ ῑ ῑ ῍ ῐ ῑ ῍ ῑ ῍ ῑ ῑ ῑ ῑ ῎ ῌ ῍ ῌ ῎ ῌ ῌ ῌ ῌ ῌ ῌ ῌ ῌ ῌ ῌ
GATA ASHIZUME OMOZAWA ASUDA IKUSUI AKEUCHI ORI
TO ARA NOUE URAYAMA HIMADA OSHIMURA EDA ITAGAWAH AKEUCHI ORI
URAYAMA ORITA WASAKI TA ENJAMIN I ATTERSON REENBERG ANABE TO
URPHY AMER
AKEUCHI ANEKO ASHIZUME ASUDA GATA AKI NOUE URAYAMA ART BSTEIN OVICK MANSKY RIEL SHER ORI
LAINE ENNETT EMANOV ATZ ELMAKER
IIMI NOUE URAYAMA URAYAMA TO
WASAKI ISHI NOUE URAYAMA
ASUDA ASHIZUME IKUSUI AKEUCHI UBAO UAN ARK AINWRIGHT OSEP OMERON ORI ARUYA AITOU LAN ANDERS OEL ELERNTER
ABLO EJMAN
ASUDA ASHIZUME GATA IKUSUI AKE-UCHI ORI
hydroxytriptamine receptor ( -HTR) B, A, C genes and identification of polymorphisms in the -HTR B
gene. , .
O , N., H , C., M , Y., M , K.,
K , T., T , Y. and M , Y. ( .) Polymor-phisms in the canine glutamate transporter- gene : identification and variation among five dog breeds.
, .
I , H., N , H., I -M , M., S , MK., K , A., U , Y., K ., T , Y., M , Y., M , Y., M , M., I , T., O , K., B , J., L , L., P , C., G , B.D., T , Y. and I , S ( .) Allele frequency distribu-M , D.L. and H , D.H. ( .) Population and tion of the canine dopamine receptor D gene exon III familial association between the D dopamine receptor and I in breeds. , .
gene and measures of Novelty Seeking. T , Y., K , F., H , C., M , K.,
, . O , N., M , T., I -M , M., H , B.L. and
E , R.P., N , O., U , R., P , B., O , M , Y. ( .) Association analysis between canine Y., B , D., B , E.R., N , L., K , M. and behavioural traits and genetic polymorphisms in the B , R.H. ( .) Dopamine D receptor (D DR) Shiba Inu breed. , .
exon III polymorphism associated with the human per- . H H
sonality trait of Novelty Seeking. , B
. .
N , Y., I -M , M., M , Y., I , S. and .
I , T. ( ) Allelic variation of the D dopamine K , H. and I -M , M. ( ) The Genotypes receptor polymorphic region in two dog breeds, Golden of MC R May Predict the Successful Training of Drug retriever and Shiba. , . Detection Dog. Ja. J. Hum. Anim. Relat. ,
M , K., H , C., K , T., T , Y. and J , D ., M , S, W ., J , M, C .,
M , Y. ( .) Breed di erences in genotype and allele N , S ., A , R, S ., J , G
frequency of catechol O-methyltransferase gene poly- and P , V, G . ( .) Synonymous mutations in morphic regions in dogs. , . the human dopamine receptor D (DRD ) a ect mRNA M , K., H , C., O , N., K , T., T stability and synthesis of the receptor.
, Y. and M , Y. ( .) Sequencing of canine - , .
: DNA
J. Vet. Med. Sci.,
J. Vet. Med. Sci.,
J. Vet. Med. Sci., Nature Genet.,
Anim. Genet.
Nature Genet.,
J. Vet. Med. Sci.,
J. Vet. Med. Sci.,
Hum. Mol. Genet.
/ + , , / + 30/ 1, 0 ,**0 + +/1 3 1 + ,**. +330 . . ,- 2+/ ,* 2 2+ . , ,**3 +330 . . 0+0 0,, 3 ,**. +- +/ 12 *-.0*+-+ 2* +* +331 - 2+ 31 +333 . ++ ,*+* + +,2+ 0 0. . +, ,**. # ,**, +2- 1 , , # / ,**. / ,*/ ,+0 00 02 00 +, .* +, 0+ ,/ 00 +,
木村 増田 土田 大石 ῌ ῌ ῌ ῌ ῌ ῌ ῌ 274
(Received July , /Accepted October , )
* Department of Animal Science, Graduate School of Agriculture, Tokyo University of Agriculture
** Department of Human and Animal-Plant Relationships, Faculty of Agriculture, Tokyo University of Agriculture
IMURA ASUDA SUCHIDA ISHI
: The relationships between behavioral trait data ‘obedience score’ and the genotype of two polymorphisms ( G C and G A) in the melanocortin receptor gene ( ) were analyzed in dogs of Golden retriever, Labrador retriever, Maltese, Miniature schnauzer and Shiba Inu breeds. From the genotyping of the polymorphism among the dogs, we found inter-breed variations of genotype and of allelic frequency for G C polymorphic region among Labrador retriever, Maltese, and Shiba Inu breeds. Furthermore, a statistical analysis revealed that genotype of G C (G/G, G/ C, C/C) was significantly associated with ‘obedience score’.
: gene, breed di erences, behavioral traits, ,
By
Yuichi K
*, Koji M
**, Asami T
** and Takao O
**
Association Analysis between Behavioral Trait
‘Obedience’ and SNPs in the
Gene Polymorphic Region
MC R MC R SNPs
