免疫原性損失共

Nature Communications volume 13、記事番号: 7610 (2022) この記事を引用

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高度に派生した合体魚類（ヨウジウオ、シードラゴン、タツノオトシゴ）では、性役割逆転の抱卵行動の進化は、タツノオトシゴ系統の雄の妊娠で最高潮に達し、その雄は交尾中に雌がその中に卵を産む特殊な育児嚢を特徴としています。次に、卵は、ガスと栄養素の交換を促進する胎盤のような組織に密接に包まれます。父親は同種異系胚に対して免疫学的に寛容であるため、男性の妊娠は特定の免疫学的適応とともに共進化したことが示唆された。実際、今回我々は、ゼブラフィッシュを用いたCRISPR-Cas9実験によって確認されたように、tlx1転写因子の特定のアミノ酸置換がタツノオトシゴの無脾症（免疫系の中心器官である脾臓の喪失）と関連していることを示す。シンナシ科の系統発生全体にわたるゲノミクスの比較により、親の世話の強度が増加するにつれて、免疫系遺伝子レパートリーの複雑さが減少することが明らかになりました。免疫遺伝的変化と男性妊娠の同時進化は、男性妊娠が胚の免疫寛容とともに進化したという考えを裏付けています。

動物の進化の多様化は、免疫系の複雑さの増大と密接に関係しています1,2。脊椎動物の進化の特徴として、適応免疫系の必須の機能である MHC/B 細胞受容体/T 細胞受容体システムは、有顎脊椎動物で初めて出現し、サメとエイの両方の放射線、その後のエイの放射線の両方を伴いました。硬骨魚3、4。脊椎動物の適応免疫系の進化の過程で、特殊な細胞と分子、さらに重要な脊椎動物の二次リンパ器官としてのリンパ系と脾臓の出現により、複雑な免疫学的再構成と修飾が可能になりました2。まれな例外として、タツノオトシゴ (Singnathidae 科) には脾臓がありません 5,6。これは、この重要な免疫器官なしで彼らがどのように対処するのか、そして進化的に脾臓を失うために最終的に何が選択されたのかという疑問を引き起こします。タツノオトシゴは、その象徴的な形態と、「男性の妊娠」による性役割逆転の陰気な行動を含む、非常に珍しい生活史で有名です7,8。有蹄類のより基底的な系統のメスは、オスの腹側にある抱卵パッチに卵を接着するだけですが、タツノオトシゴのオスの育児嚢は、父親の世話のためのより派生的な器官であり、胚を保護し栄養を与えるための家族の中で最も複雑な構造です9 。タツノオトシゴの雌は、交尾中に卵を雄の育児嚢に移し、そこで胚が移植され、「偽胎盤」によって栄養を与えられます。その機能は哺乳類の母体の胎盤に似ており、雄の袋の中で孵化する発育中の胚に栄養と酸素を供給します10、11、12（図1a）。

a タツノオトシゴにおける特殊な雄の妊娠と無脾形質の進化を示す種樹。妊娠中、雄のタツノオトシゴの「偽胎盤」に移植された胚は、父親の免疫系によって認識されます。 b タツノオトシゴの主要系統から 4 種のタツノオトシゴが比較ゲノム解析に含まれました。新しく配列決定された種は赤色で示されます。ママ、何百万年も前だよ。 c タツノオトシゴの収縮遺伝子ファミリーの上位 30 の KEGG 経路。免疫に関係するカテゴリーは茶色で色付けされています。図は BioRender.com で作成されました。使用した地図は、無料の世界地図 Web サイト (https://www.freeworldmaps.net/outline/maps.html) からダウンロードしました。ソースデータはソースデータファイルとして提供されます。

脊椎動物では、雌の胎生は、性役割が逆転したタツノオトシゴの雄の妊娠という特殊な例外を除いて、独立して 150 倍以上進化してきました 13,14。妊娠は発育中の子孫に利点をもたらし、幼少期の捕食からよりよく保護され、生活史のより進んだ段階で解放されることが可能になりますが、妊娠中の親にとっては免疫学的課題を引き起こします。許容される？この免疫学的課題の解決策として、哺乳動物の胚は、母体組織と直接接触する細胞層を構成する栄養膜上で発現される MHCI 分子の多様性を減少させます 4,15。対照的に、タツノオトシゴでは、雄の妊娠と免疫系の共進化は依然としてほとんど知られていない。脾臓に加えて、獲得免疫系の遺伝レパートリーの他の重要な部分がタツノオトシゴには欠如しており、これらの二次的な喪失は、男性の妊娠という進化上の新規性に関連していると仮説が立てられています5,6。

タツノオトシゴの雄の妊娠の進化における免疫関連の変化を研究する取り組みとして、我々は、免疫関連の進化の革新に焦点を当て、新規配列決定された2頭のタツノオトシゴのゲノムを、以前に公開された他の硬骨魚類のゲノムと比較分析する。遺伝子（図1bおよび補足表1）。私たちは、tlx1 転写因子の単一アミノ酸変異が、タツノオトシゴの脾臓の喪失（「無脾」と呼ばれる）という最も劇的な変化の原因である可能性が最も高いことを発見しました。これは、ゼブラフィッシュの tlx1 のノックアウト変異とミスセンス変異によって検証されます。この系統の補体系や免疫グロブリンを含む免疫系の改変に関する新たな洞察は、これまでに仮説が立てられていた男性妊娠の進化的起源との関連性を裏付けるものである。

我々は、それぞれ 458 Mb と 527 Mb にわたる帯状海馬 (2n = 44) と H. mohnikei の染色体レベルの参照ゲノムを生成しました。 7.3 Mb および 18.1 Mb のコンティグ N50 とほぼ完全な BUSCO 遺伝子 (92.95% および 93.46%) を使用して、高品質のアセンブリを生成することに成功しました (補足表 5、6、補足注 1)。すでに公開されている H. Comes16 と H.erectus17 のゲノムを含めることにより、雄の妊娠を進化させた 4 つのタツノオトシゴ種 (Syngnathinae 亜科) の比較ゲノム解析を、異なる目の他の 9 つの硬骨魚類のゲノムと比較することで包括的に行うことができました (図 1b)。補足2)。タツノオトシゴ系統では1,260の遺伝子ファミリーが大幅な縮小を起こしたことを示します（補足図4aおよび補足データ1〜2）。収縮した遺伝子ファミリーのKEGG経路濃縮分析により、自己免疫性甲状腺疾患、同種移植片拒絶、抗原プロセシングと提示などの免疫応答経路に関連するサインが明らかになりました（図1cおよび補足表13）。これは遺伝子損失分析によって裏付けられました。 (補足図4bおよび補足データ1)。免疫関連遺伝子ファミリーの縮小または喪失は、タツノオトシゴの免疫系で確認された修飾に大きく寄与しており、おそらく雄の妊娠とその育児嚢構造の独特の進化に関連していると考えられます（補足注3）。これらの遺伝子のどれも、脾臓の発達における役割を割り当てることはできず、それらの喪失がタツノオトシゴの無脾症の分子的根拠になることはできません。

私たちの比較ゲノム分析により、タツノオトシゴでポジティブセレクション、急速な進化が行われている遺伝子、または系統特異的な変異を含む遺伝子が特定されました（補足データ4〜8）。脾臓の発生は、Pbx1、Tlx1、Nkx3-2、Nkx2-518、19、20などのいくつかの転写因子の正確な制御によって媒介されます（図2a）。 tlx1のホメオボックスドメイン（最初はHox1119、21と間違われました）では、タツノオトシゴ特異的変異が同定されました（図2aおよび補足図8〜10）。 3つのエクソンと1つのホメオボックスドメインを含むTlx1（図2b）は、脾臓原基細胞の運命の指定と器官の拡大を制御することが報告されています。これは、他の発生異常を引き起こすことなく、偽機能化により脾臓の喪失を引き起こす唯一の既知の遺伝子です19。突然変異の特異性を検証するために、哺乳類、鳥類、爬虫類、両生類、その他の魚類を含むより広い系統範囲 (34 種) に分析を拡張しました。 tlx1のホメオボックスのアミノ酸配列は、親水性トレオニン（T、Thr）が疎水性アラニン（A、Ala）に置き換えられているタツノオトシゴ特異的変異を除いて、すべての脊椎動物で同一でした（図2bおよび補足図11a）。）。 18 種のタツノオトシゴ種における tlx1 exon2 のさらなる検証により、この変異がすべてのタツノオトシゴに共通の特徴であることが確認されました（図 2c、補足図 12-13、および補足注 4）。 Syngnathidae 科は、形態学的に独特な硬骨魚類の大きく (350 種以上) かつ多様なクレードです。それらは、Nerophinae と Syngnathinae の 2 つの亜科に分けることができます 22,23。 Syngnathus 亜科の他の入手可能なメンバーすべてでもこの変異の遺伝子座を評価したところ、調査対象の Syngnathus 属のすべてのメンバー (すべて完全に派生した閉じた繁殖器官を持ち、タツノオトシゴと密接に関連しています 8) が、記載されている変異を共有していることが検出されました。対照的に、シードラゴンやアリゲーターヨウジウオなど、あまり複雑ではない抱卵器官をもつ遠縁の仲間（卵は雄の尾の腹側に付着しているだけです8）は、祖先のアラニンをこの位置に保持しています。サブファミリーNerophinaeに関しては、TLX1配列がOostethus manadensisとNerophis ophidionでそれぞれAからLおよびAからIのアミノ酸置換を示すことを発見しました（補足図11b）。また、形態学的、組織学的、およびマイクロ CT 法を使用して、多くのシンナシ科の種の脾臓の表現型も提供しました。解剖の結果、海馬属とSyngnathus属の種（両方ともSyngnathinaeに属する）は進化の過程で明確な脾臓を失ったが、Syngnathoides biaculeatus（Syngnathinae亜科に属する）やNerophis ophidion（Nerophinae亜科に属する）は失われていないことが示された（補足図14））。タンパク質をコードする遺伝子のエクソンにおける変異は、表現型の大幅な変化を引き起こす可能性があるため、我々は、tlx1 の保存されたホメオボックスドメインで確認された変異が、海馬種および Syngnathus 種における脾臓の喪失に関連しているのではないかという仮説を立てました。

a 脾臓の成長および形態形成中に関与する遺伝子の概略図（以前の研究から修正18）。赤色の Tlx1、タツノオトシゴの配列特異的変異。 RA、レチノイン酸。 b Tlx1 の遺伝子構造 (上のパネル) と複数のアミノ酸のアラインメント (下のパネル)。タツノオトシゴは、ホメオドメインに A (アラニン、Ala) から T (スレオニン、Thr) へのミスセンス変異を持っています。 c 18 種のタツノオトシゴで特定された tlx1 変異の拡張データ検査。他の脊椎動物とは異なり、検出されたすべてのタツノオトシゴは A (GCT、GCC、GCG) ではなく T (ACT) を示します。この図は BioRender.com で作成されました。

この仮説を検証するために、CRISPR / Cas9媒介ゲノム編集を実施して、2つのゼブラフィッシュ系統、つまり完全遺伝子ノックアウト系統（tlx1▲）とタツノオトシゴのミスセンス突然変異を模倣した特定の点突然変異系統（tlx1A208T）を生成しました（図3a、補足）。図 15 および補足 5)。図3bおよびcに示すように、tlx1▲とtlx1A208Tゼブラフィッシュの両方が、検査したすべての個体で脾臓を失っていることが判明し、タツノオトシゴ特異的変異が機能的無脾症につながるtlx1の機能変化と因果関係があることを示唆しています。この突然変異がもともとこのシンナシ科系統の機能性無脾症を引き起こしたのか、それとも別の突然変異が原因で脾臓の発達に関与する遺伝子から安定化選択が除去され、そのときのみ tlx1 が突然変異したのか、我々のデータセットを使用して解決することはできません。哺乳類とゼブラフィッシュの両方を対象としたこれまでの研究では、tlx1 ノックアウトが先天性無脾症を引き起こすことが示されており 19,24 、これは重要で保存された脊椎動物の発生経路を示しています。追加のゼブラフィッシュ系統では、コントロール点変異としてタツノオトシゴ特異的変異に隣接する部位に別の A から T 点変異が生成されました。対応して、tlx1A207T系統は野生型ゼブラフィッシュと同様の正常な脾臓を有しており、タツノオトシゴのA208T変異が脾臓の喪失の原因である可能性があるという仮説をさらに裏付けるものとなった（図3b、cおよび補足図）。 .16–18）。

a CRISPR/Cas9 テクノロジーを使用した 3 つのゼブラフィッシュ系統 (tlx1▲、tlx1A208T、および tlx1A207T) のゲノム編集。手順は補足図15に詳述されています。▲は遺伝子の完全ノックアウトを表し、A208TおよびA207Tはそれぞれゼブラフィッシュtlx1の部位622および619における特定の点突然変異を示します。青、tlx1▲; 赤、tlx1A208T; 黄色、tlx1A207T。 3 つのゼブラフィッシュ系統のゲノム DNA の tlx1 ヌクレオチド配列は、サンガー配列決定によって検証されました。この図は BioRender.com で作成されました。 b、c tlx1▲およびtlx1A208Tゼブラフィッシュは無脾症を示しましたが、tlx1A207Tゼブラフィッシュの脾臓は無傷でした。個人の無脾率を計算してリスト化した(n = 11~23)。他の74人の脾臓の表現型を補足図に示しました。 16〜18。 WT野生型。 d 脳、腎臓、腸、および肝臓のトランスクリプトームの比較による、野生型個体と比較したtlx1▲およびtlx1A208Tの発現差のある遺伝子（DEG）数。 e 野生型グループと比較した、tlx1▲およびtlx1A208Tの脳内の共有およびグループ特異的なDEGの火山マップ。青、赤、灰色はそれぞれ、tlx1▲、tlx1A208T、および両方のグループで大きく変化した DEG を表します。 f tlx1▲とtlx1A208Tの間のDEGのGO濃縮は、脳の発達と機能に関連する遺伝子発現パターンの違いを示しています。濃縮は GOseq R パッケージを使用して実行され、補正 P < 0.05 は有意な濃縮を示しました。円の大きさは、各カテゴリー内の遺伝子の数を表します。ソースデータはソースデータファイルとして提供されます。

転写因子 tlx1 は、脾臓の器官形成に寄与するだけでなく、脳の発達と機能にも重要な役割を果たしています 25。タツノオトシゴtlx1のin situ実験では、胚発生中のマウスやゼブラフィッシュの発現と同様に、胚の後脳および咽頭弓での発現が示されました（補足図19aおよび補足注記6）19、21、24。タツノオトシゴ特異的変異体の影響を調査し、完全な遺伝子ノックアウト株と比較するために、脳と 3 つの免疫関連臓器 (肝臓、腎臓、腸) のトランスクリプトーム全体の遺伝子発現解析 (RNAseq) が実行されました (補足説明) 7）。 tlx1▲系統と比較して、tlx1A208T系統は常に野生型のトランスクリプトームパターンにより似たトランスクリプトームパターンを示し、テストしたすべての組織で発現差のある遺伝子（DEG）の数が少なくなります（図3d、補足図19b-eおよび図19b-e）。補足データ 11)。野生型ゼブラフィッシュと比較して、無脾ゼブラフィッシュ (tlx1A208T) は、MHC および補体経路に関与する遺伝子の異なる遺伝子発現プロファイルを示しました。たとえば、mhc1zka および ciita は下方制御され、一方、chia、C3a.2、および C9 は特異的に上方制御されました。腎臓（補足図19i–k）。

さらに、両方の系統に共通する少数の遺伝子（75遺伝子、脳）を除いて、ほとんどのDEGはtlx1▲またはtlx1A208Tのいずれかに特異的であり、点突然変異と比較して完全な遺伝子ノックアウトによってより深刻な影響が引き起こされることを示しています（図1）。 3e、補足図 19f ～ h および補足データ 11)。 tlx1▲とtlx1A208T株の間の脳内のDEGのGO濃縮分析により、脳の発達と脳の発達に不可欠な膜成分、オキシダーゼ酵素活性、および生合成プロセスの特徴が明らかになりました（図3f、補足図20および補足データ12）。機能26、27。私たちの結果は、tlx1▲とtlx1A208Tゼブラフィッシュは同じ無脾表現型を持っていたが、ゲノム編集が他の臓器に異なる影響をもたらしたことを示唆しています。

免疫系の退行進化が男性特有の妊娠の進化に関連しているという仮説を検証するために、以前の出版物15、28、29、30、31で情報を得た、妊娠に関与する免疫関連遺伝子の修飾についてゲノムをスキャンしました。、32、それらの完全な喪失、コピー数の減少、またはその他の顕著な配列変異を記録しました（図4aおよび補足ノート8）。この研究では、タツノオトシゴにおけるMHCII分子の遍在的な存在（MHC IIaの3コピーとMHC IIbの3〜4コピー）と、cd8b6だけでなくbatf3の顕著な喪失も観察しました（図4a、補足図21a、 22）。一方、Batf3非依存性代替経路33にとって重要なサイトカインをコードするil12a/bおよびifng遺伝子は、タツノオトシゴとヨウジウオに存在します（図4a）。

a タツノオトシゴおよび他の脊椎動物における DC、MHC、T/B リンパ球、および補体成分 3 ～ 4 の発生と機能に関与する重要な遺伝子のコピー数。 DC樹状細胞、MHC主要組織適合性複合体。 *、ITAM (免疫受容体チロシンベースの活性化モチーフ) 領域のバリエーション。 †、部分配列 (低カバレッジの配列決定およびゲノムアセンブリ) に基づいていますが、ITAM のバリエーションを特徴としています。 #、MHC II の合計数。育児嚢の種類は右のとおりです。海馬種と Syngnathus 種は閉じた育児嚢を示します。 b タツノオトシゴの雄妊娠における仮説上の分子トレードオフを示す概略図。 tlx1 変異によって引き起こされる無脾症は、CD5+ B 細胞集団を減少させる可能性があります。対応する抗体の多様性の減少に加えて、抗体と抗原の相互作用によって引き起こされる古典的な補体経路も弱まり、通常は同種移植片拒絶反応を引き起こす下流のイベントに影響を与える可能性があります。 C4 の喪失は、自己免疫寛容を調整する Treg 細胞の量の減少に関連していると予想されます。影付きのアイコンと点線は、タツノオトシゴゲノムの遺伝子欠失を示します。 Treg細胞、制御性T細胞。図は BioRender.com で作成されました。

脾臓は、哺乳動物における天然抗体の産生を担う B-1a B リンパ球の産生に不可欠です 34。重要なことに、B-1a B細胞の表面分子をコードする哺乳動物のCD5に相同な遺伝子であるcd5もタツノオトシゴでは失われていた（図4、補足図21b、23）。さらに、我々は、cd79aに必要な免疫受容体チロシンベースの活性化モチーフ（ITAM）の1つがタツノオトシゴには存在しないことを発見した（図4、補足図24〜25）。 B 細胞受容体複合体の重要な要素である cd79a の構造変化は、B 細胞受容体のシグナル伝達能力を変化させる可能性があります 35。脊椎動物の適応免疫系の特徴は、自然免疫系の進歩としての免疫グロブリンファミリーの体細胞的多様化 (VDJ 再構成) です 36。今回我々は、ティラピア、カモノハシ、メダカ、トゲウオ、フグ、ゼブラフィッシュなどの他の硬骨魚類と比較して、タツノオトシゴや他の魚類の重鎖コーディング遺伝子（ighv）のVドメインの数（わずか2～20）が大幅に減少していることを発見した。スポッテッドガー（≥35）（図4および補足図26）。さらに、抗体は古典的な補体系、特に補体成分 4d (C4d) の活性化を通じて非自己の拒絶を誘導することができます 37。哺乳動物では、いくつかの妊娠合併症は、補体系の過剰または誤った方向の活性化に関連しています 38。この研究では、タツノオトシゴでC3遺伝子のコピーが2つしか見つかりませんでしたが、他のすべての硬骨魚（3〜8コピー）よりも少なく、C4は完全に存在しませんでした（図4、補足図21c、28a）。最後に、哺乳動物では、妊娠中に Treg 細胞が増加することによって免疫寛容が強化されます 39。私たちの研究により、Treg表現型の確立と維持における重要な調節因子であるfoxp3 40 もタツノオトシゴで失われていることが明らかになりました（図4および補足図28b）。さらに、cd8a、T-bet、C3、il12a、il12b、cd79aなどの妊娠に関与するいくつかの重要な遺伝子も、タツノオトシゴの妊娠中に異なる発現パターンを示し、雄の妊娠の複雑で独特な免疫特徴をさらに示しています（補足図29）。さらに、拡張された比較アプローチにより、無脾症と男性妊娠の特徴は独立して進化したが、同じ枝（海馬と滑脈）で同時発生したことが明らかになりました（補足図30）。

タツノオトシゴは、他の有蹄類と比較して最も高度な形態の雄の完全体内妊娠を有しており、同時に無脾症を示します。妊娠中の雄のタツノオトシゴは、蔓延する病原体から自分自身と胚の両方を免疫学的に防御するというジレンマに直面していますが、同時に半同種異系の胚は免疫学的に寛容でなければなりません41。ヨウジウオとタツノオトシゴは、CD8b や MHC II 経路遺伝子などの免疫関連遺伝子の修飾と欠失を含む免疫生物学を適応させました。これは、脊椎動物の免疫系全般の顕著な柔軟性を示しています 6。妊娠中の男性は、ptgs2、pla2g4a、chia、b2m6,42 などの免疫遺伝子の発現をさらに変化させ、これがおそらく胚の免疫寛容をサポートしていると考えられます。適応免疫系の重要な部分である MHC クラス II 経路の欠如は明らかに無脾症を引き起こすわけではありません。それは、タラ目 (タイセイヨウタラなど) や非寄生性アンコウ Lophius piscatorius 43,44,45,46。さらに、主に免疫学的機能を実行する重要な二次リンパ器官である脾臓の喪失（tlx1 のノックアウトによって媒介される）は、マウスやゼブラフィッシュの免疫学的欠損と関連しています 19,24,47。私たちの結果は、CRISPR-Cas9実験によって確認されたように、tlx1のタツノオトシゴ特異的変異が無脾症を引き起こすことを強く示唆しています。この発見は、tlx1が脾臓の発生に必要な非重複転写因子ネットワークの一部であることを確認し、また硬骨魚類と哺乳類の間の器官発生の調節における転写因子ネットワークの進化的安定性を証明するものである。

免疫学的適応は、驚異的な生殖戦略の進化の鍵となります。女性の妊娠は脊椎動物で 100 回以上収束的に進化し、免疫系の微調整によって共進化しました。同様に、深海のアンコウでは、免疫系の一部の喪失により、男性の体が女性の体に統合されることが決定的に可能になりました48。オスの妊娠は、オスの腹側への単純な卵付着（例、ネロフィナ）から、複雑な胎盤様の構造を持つ育児嚢を進化させたSingnathusや海馬に見られる複雑さまで、親の世話の複雑さの増加の勾配に沿って進化してきた。 MHC II と cd8b6 の喪失について以前に示されているように、syngnathid 魚類で同定された免疫ゲノム特徴の喪失は、親の世話の複雑さの増大の進化と同時に現れました。ここで確認されたbatf3の欠失と組み合わせると、これはタツノオトシゴにおける抗原プロセシングと抗原特異的免疫の変化を示唆しています。しかし、あるいは、タツノオトシゴの雄の妊娠は、cd8a がパラログ 6 の喪失を補っている可能性が高いため、すべてのシンナシ科動物に存在する、batf、il12、および ifng 遺伝子を介した別の樹状細胞制御にも依存している可能性があります。偶然にも、Syngnathus typhle の免疫細胞の単一細胞トランスクリプトミクスに関する以前の研究では、多数の MHC I 関連経路構成要素と細胞毒性関連遺伝子が同定されており、これはヨウジウオにおける CD8 + T 細胞サブセットの存在を裏付けています 49。タツノオトシゴにおける C3 のコピー数の減少と C4 遺伝子の欠失は、抗体媒介同種移植片の認識と炎症を減少させる可能性がある補体系の活性化が阻害されていることをさらに示唆しています。同様に、我々の現在のデータは、シンナシド類の免疫生物学が、その独特の雄の妊娠と同調して進化する可能性があるという仮説をさらに強めるものである16。

妊娠中の父親の抗原に特異的な一過性の T 細胞寛容の主な責任は、制御性 T 細胞 (Treg) に割り当てられました。これは、これらが妊娠中の免疫寛容を高めるためです 39。脾臓摘出患者では血中 FOXP3+ Treg 細胞の減少が見られることから、無脾症は直接的または間接的に foxp3 の喪失と関連している可能性もあり40、脾臓と豊富な FOXP3+ Treg 細胞との間に潜在的な関連性があることが示唆されています。さらに、性別依存の免疫学的差異は自己抗原と外来抗原の両方に対する免疫反応に影響を及ぼし、Treg 数は性ステロイドレベルだけでなく性 50 とも関連しています。 foxp3の欠失は、タツノオトシゴがその比類のない性役割逆転の陰謀と栄養を与える父親の世話のために独自の進化戦略を採用したようであることを示しています。実際、保存された臓器である脾臓の喪失は、男性の妊娠の進化を伴うだけでなく、観察される免疫応答の変化（batf3 などの喪失/収縮した遺伝子を含む）など、他の形質にも変化をもたらす可能性があります。、C4、C3、CD5、foxp3)。したがって、無脾症と男性の妊娠の同時進化は偶然ではなく、進化的なつながりが存在するのではないかという私たちの推測です。さらに、ここで実証されているように、この免疫レパートリーの減少は、タツノオトシゴ科全体に共通しており、タツノオトシゴに特有のものではありません。したがって、将来、妊娠の複雑さのレベルが異なる種における免疫応答戦略を評価するには、さらなる分析が必要となるでしょう。

タツノオトシゴは、350 種を超える種からなる科であるタツノオトシゴ科の単一系統を表しており、その多くは男性の妊娠の派生的でない形態を示していますが、タツノオトシゴが克服したと思われる妊娠関連の免疫課題に直面している可能性があります。さらに、合体類の多様性の多くは現在に至るまで未解明のままであり、免疫器官や繁殖器官の形態学的および生理学的複雑さの変化は表面的にしか説明されていない9。免疫系の機能的冗長性により、遺伝子喪失が生物に与える影響を予測することが困難になります。しかし、この冗長性は、妊娠などの生理学的課題に対応しながら、効果的な免疫応答を調整する制御経路を工夫する進化の機会を生物に提供するものでもあり、その結果、脊椎動物の免疫系の予想外のゲノム柔軟性がもたらされます。今のところ、雄の妊娠のさまざまな段階でシンナシ科動物が直面する複雑な免疫の課題に関する我々の理解はまだ不完全であるが、我々の研究は、タツノオトシゴの性役割逆転と雄の妊娠の進化に関連すると推定される主要な適応免疫学的新規性の遺伝的基盤に光を当てている。。 Syngnathid の系統発生全体を考慮すると、海馬系統と Syngnathus 系統の間には依然として深い相違があり 23、我々の研究では欠落している、海馬により近縁な系統の脾臓の表現型と tlx1 遺伝子配列情報があれば、データセットの解像度が向上し、したがって、より適切な情報に基づいた結論を導き出すことができます。したがって、ゲノム知識におけるこれらのギャップを埋めるさらなる研究を奨励します。

すべての動物実験は、中国科学院南シナ海海洋研究所の各動物研究倫理委員会のガイドラインと承認に従って実施されました。

この研究では、全ゲノム配列決定に、成人雄タツノオトシゴ H. mohnikei と成人雄ドワーフタツノオトシゴ H. zosterae の 2 個体を使用しました。 H. mohnikei は、2017 年に日照市（中国山東省）の地元市場から収集されました。H. zosterae は、2015 年に広州の水族館から中国科学院の南シナ海の海洋生物多様性コレクションに寄贈されました（補足表 1）。標準的なフェノール-クロロホルムプロトコルを使用して、各サンプルからゲノム DNA を抽出しました。

Illumina HiSeq 2500 システム (サンディエゴ、米国) を使用して、挿入サイズ 350 bp の 2 つのペアエンドライブラリーをタツノオトシゴ用に構築しました。クオリティフィルターされたリードは、K-mer 法によるゲノムサイズ推定に使用されました51。次に、ゲノムサイズは次のように推定されました: ゲノムサイズ = Knum/K Depth。また、19 mer の深さの分布も計算してプロットしました。さらに、H. mohnikei についてナノポアシーケンスを実行しました。簡単に言うと、ライブラリーを構築し、MinION シーケンサー (ONT、英国) を使用して R9.4 FlowCells 上で配列決定しました。すべての配列決定は、BioMarker Technologies Company (北京、中国) によって実行されました。 PacBio シーケンスを帯状疱疹に対して実行しました。 g-TUBE デバイス (Covaris、Woburn、MA、USA) を使用して、サンプルのゲノム DNA を平均サイズ 20 Kb まで剪断しました。切断された DNA を精製し、研磨酵素を使用して末端修復し、続いて平滑末端ライゲーション反応とエキソヌクレアーゼ処理を行って、PacBio 20 kb テンプレート調製プロトコールに従って SMRTbell テンプレートを作成しました。 BluePippin デバイス (Sage Science、ビバリー、米国) を使用して SMRTbell テンプレートのサイズを選択し、大きな (> 10 Kbp) フラグメントを濃縮しました。次に、PacBio Sequel プラットフォームで単一分子シーケンスを実行し、ロングリードデータを生成しました。

雄の帯状疱疹の血液サンプルも、150 bp リードのペアエンドを使用した Illumina HiSeq 2500 プラットフォームによる Hi-C シーケンスに使用されました。 DNA をサンプルから単離し、固定されたクロマチンを制限酵素 DpnII で一晩消化しました。続いて、DNA を超音波処理により平均サイズ 350 bp まで剪断しました。 Hi-C ライブラリは、NEBNext Ultra 酵素と Illumina 互換アダプターを使用して生成されました。ビオチンを含む断片は、ストレプトアビジンビーズを使用して単離されました。すべてのライブラリは Qubit2.0 によって定量され、インサートサイズは Agilent 2100 を使用してチェックされました。その後、ライブラリは qPCR によって定量されました。 Hi-C データは、BWA (バージョン 0.7.10-r789、マッピング方法: aln) を使用して PacBio ベースのコンティグにマッピングされました。染色体レベルの足場には、独自にマッピングされたデータが使用されました。 HiC-Pro (バージョン 2.8.1)52 は重複の除去と品質管理に使用され、残りのリードはさらなるアセンブリのための有効な相互作用ペアでした。

PacBio サブリードは、Canu (バージョン 1.5、https://github.com/marbl/canu で入手可能) を使用して修正およびトリミングされました53。 wtdbg は、Canu からのエラー修正された読み取りを使用して、コマンド「wtdbg -i pbreads.fasta -t 40 -H -k 21 -S 1.02 -e 3 -o wtdbg」でドラフトアセンブリを生成しました。コンセンサスアセンブリは、コマンド「wtdbg-cns -t 40 -i wtdbg.ctg.lay -o wtdbg.ctg.lay.fa -k 15」を使用して取得されました。次に、イルミナのペアエンドリードも BWA (バージョン 0.7.10-r789; マッピング方法: MEM) を使用してコンセンサスアセンブリ用にアライメントされ、次のパラメーターを使用して Pilon (バージョン 1.22) ソフトウェアで研磨ステップが実行されました。 min Depth 10 --changes --threads 4 --fix ベース。研磨ステップを２回繰り返した。アセンブリ統計を補足表 5に示します。ベンチマークユニバーサルシングルコピーオルソログ（BUSCO）評価により、私たちのアセンブリがH. mohnikeiとH. zosteraeの完全なBUSCOのそれぞれ93.46％と92.95％を捕捉したことが示されました。

PacBio データから組み立てられたコンティグを使用して、Hi-C データを使用してコンティグの結合ミスを修正し、コンティグの順序と方向を設定しました。コンティグを平均長 300 kb のセグメントに分割することで、コンティグ補正のためのプレアセンブリを実行しました。次に、セグメントは Hi-C データで事前に組み立てられました。分割されたセグメントを元の位置に配置できない場合、誤って組み立てられたポイントが定義され、壊れていました。次に、パラメータ CLUSTER_MIN_RE_SITES = 225、CLUSTER_MAX_LINK_DENSITY = 2、ORDER_MIN_N_RES_IN_TRUN = 105、および ORDER_MIN_N_RES_IN_SHREDS = 105 の Hi-C 有効ペアを持つ LACHESIS を使用して、修正されたコンティグが組み立てられました。順序付けられたコンティグ間のギャップは 100 'N で埋められました。配列相互作用行列を補足図2に示し、染色体アセンブリの統計解析結果を補足表6にまとめます。

リピートおよび転置可能要素のデノボ同定は、デフォルトパラメーターの下で PILER-DF54 およびRepeatScout55 を使用して実行されました。 ReplyMasker およびRepeatProteinMask (バージョン 3.3.0) は、パラメータ「-nolow -no_is -norna -parallel 1」および「-noLowSimple –pvalue」を使用した Repbase ライブラリ (リリース 16.03) に対する相同性検索に基づいて転移因子 (TE) を識別するために使用されました。 1e-4」。 Ab initio 遺伝子予測は、Augustus56、GlimmerHMM57、および SNAP58 の 3 つのプログラムを使用して実行されました。 GeMoMa59 プログラムは、組み立てられたゲノムを O. latipes、S. salar、H. Comes、および H. electricus に対してアライメントすることにより、相同性に基づく予測のために実行されました。次に、私たちの以前の研究16からのH.エレクトスのトランスクリプトームデータをダウンロードしてゲノムにマッピングし、TransDecoder（http://transdecoder.github.io）とGeneMarkS-Tによって遺伝子予測を実行しました。 PASA60 は、トランスクリプトームデータに基づく参照アセンブリなしで Unigene 配列を予測するために使用されました。次に、これら 3 つの方法の結果を EvidenceModeler61 と組み合わせました。遺伝子機能は、NR、KOG、KEGG、GO、および TrEMBL データベースなどの公的に利用可能なデータベースを検索することによってさらに注釈が付けられました。

タンパク質データセットは、Ensembl-FTP release-96 から取得しました [T. ルブリペス、G. aculeatus、O. latipes、O. niloticus、P. magnuspinnatus、D. rerio、X. maculatus、および L. oculatus] または他の情報源 [G. morhua62、H. Comes16、H. electricus17、H. zosterae、および H. mohnikei (現在の研究)]。 OrthoFinder バージョン 2.2.7 をデフォルト設定で使用し、13 種のエイヒレ魚から 1 対 1 のオルソログを特定しました。これらの 1 対 1 オルソログのタンパク質配列は、社内の Perl スクリプトを使用してそれぞれのオルトグループに抽出されました。 MAFFT (バージョン 7.475) を使用して、各オルトグループに対して複数のアライメントを生成しました。個々のタンパク質のアラインメントは、社内の Perl スクリプトを使用して連結されました。トリミングされた連結アライメントは、「許可されたギャップ位置」が「半分あり」に設定された Gblocks 0.91b を使用して生成されました。 ModelFinder63 を使用して、トリムされたアライメントに最適な置換モデル (JTT + F + I + G4 モデル) を推定しました。最尤解析では、ModelFinder によって推定された最適置換モデルと、IQ-TREE バージョン 1.6.10 で実装されている超高速ブートストラップ近似アプローチ 64 を使用した 1000 回の反復を採用しました。

遺伝子ファミリーの拡大と縮小は、誕生と死亡のモデルに基づいて CAFÉ プログラム (v 3.1) によって計算されました 65。パラメーター「-p 0.01、-r 10000、-s」は、モンテカルロリサンプリング手順に基づいて遺伝子の誕生および死亡パラメーター (λ)、および P 値 ≤ の遺伝子ファミリーの誕生および死亡パラメーターを検索するために設定されました。 0.01が報告されています。 SWISS-PROT データベースに相同性のない遺伝子ファミリーは、遺伝子予測によって引き起こされる潜在的な偽陽性の拡張または縮小を減らすためにフィルターで除外されました。比較分析で使用したすべてのタンパク質の Go および KEGG 用語には、eggnog 5.066 の注釈が付けられました。メンバーの 90% 以上が同じアノテーションを共有する遺伝子ファミリーは単一の機能ファミリーとみなされ、その重み付けは 1 に設定されました。複数の機能アノテーションを持つ配列を含む遺伝子ファミリーの場合は、以下に従って各機能アノテーションに異なる重み付け値が割り当てられました。すべてのメンバーの合計注釈時間に対する各用語の注釈時間の比率。合計の重み付け値は各家族で 1 でした。

遺伝子がタツノオトシゴクレード内に相同体を持たないが、その遺伝子の相同体がタツノオトシゴクレードの最も近い姉妹系統に存在する場合、その遺伝子はタツノオトシゴで失われたとみなします67。 1 対 1 のオルソロガス遺伝子が各種から抽出され、それに応じて複数の配列アラインメントが生成されました。遺伝子損失解析は、R の社内スクリプトを使用して実行されました。

他のすべてのバックグラウンド種と比較して、タツノオトシゴ系統の PSG をテストしました。オルソロガス遺伝子は、遺伝子ファミリーの拡大/縮小分析のために選択された同じ種から抽出されました。複数の配列アラインメントは、MUSCLE ソフトウェア (v3.8.31) を使用して生成されました。ポジティブセレクション分析は、PAML68を使用した分岐部位モデルで実施されました。 PAML の Codeml プログラムを使用した尤度比検定により、モデル A (サイトをポジティブ選択下に置くことができます; fix_omega = 0) をヌルモデル A1 (サイトは中立的に、または精製選択下で進化する可能性があります; fix_omega = 1 および omega = 1) と比較しました。。比較された尤度比の有意性は、PAML の χ2 検定によって評価されました。次に、R 言語に埋め込まれた p.adjust 関数を使用して、元のすべての p 値を使用して P 値を調整しました。 FDR 補正 P 値が 0.05 より小さい遺伝子のみがポジティブに選択されたとみなされました。

PSG と同じオルソロガス遺伝子とツリートポロジーが分析に使用されました。 PAML のブランチモデルが使用され、自由比モデル (モデル = 1) により各ブランチで値を変更できるようになりました。各ツリーのすべてのノードとチップの dN 値は、R プログラミングの t.test 関数を使用してテストされ、その後、FDR を使用して p 値が算出されました。 FDR補正されたP値が0.05より小さく、タツノオトシゴ系統のdNがタツノオトシゴの姉妹系統のdNより高い遺伝子は、タツノオトシゴ系統で急速に進化したとみなされた。次に、REG の GO および KEGG 濃縮分析を実行しました。

タツノオトシゴの LSG を同定するために、PSG 分析から生成された同じオルソロガス遺伝子と樹状トポロジーが使用されました。タツノオトシゴ種の祖先状態のみが、他のすべての背景種の遺伝子と異なっており、真の LSG として認識されました。結果の信頼性を確保するために、事後確率 ≥ 0.95 の祖先アミノ酸のみを使用して系統特異的変異を決定しました。さらに、整列が不十分なフラグメント内の系統特異的変異部位を破棄しました。各系統特異的変異部位を中心とする 10 アミノ酸のペアごとの配列類似性を計算しました。平均類似度が 0.7 未満であるか、最低値が 0.35 未満である場合、このフラグメントは整列が不十分なフラグメントと定義されました 69。次に、LSG の GO および KEGG 濃縮分析を実行しました。

他の種 (ショウジョウバエ、ナメクジウオ、ヒト、ゼブラフィッシュ) のシンテニック遺伝子は、Genomicus の Ensembl ゲノムブラウザーを使用して取得されました (https://www.genomicus.biologie. ens.fr/genomicus-100.01)。出力は、ゲノムのコンティグ/足場/連鎖についてソートされ、次にこれらの各遺伝子内の開始位置についてソートされました。次に、タツノオトシゴを含む脊椎動物において、Tlx1、Tlx2、Tlx3 のアミノ酸配列に基づく系統解析を行った。円口類、魚類（16 目 26 種）、両生類、爬虫類、哺乳類の合計 41 種が含まれていました。タンパク質配列は、MAFFT (バージョン 7.475) を使用し、手動で若干の調整を加えてアラインメントされました。最尤ツリーは IQtree v.2 で生成されました。ブートストラップのサポートは、超高速ブートストラップと SH のような近似尤度比テストの 1000 回の反復を通じて確立されました。コンセンサスツリーは、FigTree (バージョン 1.4.4) ソフトウェアによって視覚化されました。

次に、Clustal W 2.1 を使用して、代表的な脊椎動物の Tlx1 アミノ酸配列を比較しました。これらの遺伝子のGenBankアクセッション番号は補足表16にリストされています。結果は、親水性スレオニン(T)が疎水性スレオニン(T)に置き換わるタツノオトシゴ特異的変異を除いて、ホメオボックスのアミノ酸配列がすべての脊椎動物間で完全に同一であることを示しました。タツノオトシゴ系統のみに存在するアラニン (A) (補足図 10a)。次に、哺乳類、鳥類、爬虫類、両生類、魚類を含む、より広範な分類群との比較範囲を手動で拡張データに設定します。 15目からの23の魚種を含む合計38の脊椎動物が含まれており、これらの種の中でタツノオトシゴのみが系統特異的変異を保有していることを確認しました（補足図11a）。

この系統特異的変異を検証するために、合計 18 種のタツノオトシゴ種を使用してさらに PCR 分析が実施されました。ゲノム DNA は、18 種のタツノオトシゴ種、すなわち H.abblabis、H.algiecus、H.barbouri、H.camelopardalis、H.capensis、H.comes、H.electus、H.fuscus、H.hippocampus、H.histrix、 H. ingens、H. jayakari、H. kelloggi、H. kuda、H. mohnikei、H. reidi、H. Spinosissimus、および H. zosterae。プライマー (F: 5'-TCTCACCGCTCACTGTAAC-3'; R: 5'-GGTCATTTTGAGGGCTTT-3') は、これらのタツノオトシゴの tlx1 の 2 番目のエクソンを増幅するように設計されました。 PCR手順は標準的なPCR条件を使用して実施されました。 PCR産物を1.5%アガロースゲルにロードし、130Vで25分間電気泳動した。結果は UV 光の下で写真撮影されました。また、S. acus、S. typhle、S. scovelli、S. biaculeatus、P. taeniolatus、O. manadensis、Nerophis ophidion など、Syngnathinae サブファミリーの他のすべての入手可能なメンバーのゲノムと比較して、変異遺伝子座を調査しました。

Syngnathidae の脾臓の表現型を明らかにするために、最も入手可能なサンプル (H.abblabis、H.erectus、S.typhle、S.biaculeatus、Nerophis ophidion を含む)を検出しました。簡単に説明すると、300 ng/ml MS-222 (Sigma-Aldrich、米国) で安楽死させた後、個体を解剖し、MVX10 カメラ (オリンパス、日本) またはオリンパス SZX2 実体顕微鏡 (オリンパス、日本) で画像化しました。さらに、S. biaculeatus のマイクロ CT スキャンは、コーンビーム CT 原理に基づく高解像度イメージング技術である PINGSENG Healthcare Inc の Nemo Micro-CT (NMC-200) で実行されました。まず、サンプルを造影剤に 12 日間浸漬し、走査管の電圧と電流をそれぞれ 90 kV と 90 uA に設定したサンプルチャンバーに垂直に置きました。スキャンプロセス中、検出器とバルブはサンプルチャンバーの中心軸を中心に 360°回転し、スキャンエリア内で 10,000 回の投影を 1000 秒間実行しました。検出器で画像を取得した後、Avatar ソフトウェア (バージョン 1.7.2、PINGSENG Healthcare Inc.) 上で FDK 法を使用して、ピクセルサイズ 10 um × 10 um × 16 um で画像を逆再構成しました。 S. ビアキュレアトゥスの脾臓の組織学的分析が行われ、その後、S. ビアキュレアトゥスの脾臓と H. エレクトスの小さな白い器官のトランスクリプトームプロファイルもサンプリングされ、配列されました (補足データ 9)。

*AB ゼブラフィッシュ (D. rerio) 株を 26 ～ 28 °C で 14 時間明 (8:00 ～ 22:00)/10 時間暗 (22:00 ～ 8:00) のサイクル下で維持し、産卵を誘導しました。。 CRISPR/Cas9 媒介変異誘発は、ZiFiT Targeter (http://zifit.partners.org/ZiFiT/) によって特定された部位を使用して、ゼブラフィッシュ tlx1 (ENSDARG00000003965; http://ensembl.org) にインデルを生成するために使用されました。 tlx1 エクソン 1 の 2 つの領域、GGACCTGGACTACGGTTT (サイト 1) および GGTCCTACAACATGAACTT (サイト 2) を標的とする突然変異誘発を誘導しました。精製された gRNA (約 80 pg) を Cas9 mRNA (約 400 pg) とともに 1 細胞段階のゼブラフィッシュ胚 (F0 フィッシュ) に注入しました。注射の 2 日後、8 ～ 10 個の胚をゲノム DNA 抽出用に収集し、標的のゲノム断片が変異していないかどうかを確認しました。標的ゲノム領域を PCR によって増幅し、pTZ57R/T ベクターにサブクローニングしました。成体の創始者を野生型の魚と異系交配して F1 の魚を取得し、その後遺伝子型を特定して野生型の魚と異系交配して F2 の魚を生み出しました。次に、ヘテロ接合性の F2 個体を交配して、ホモ接合性の F3 魚を生み出しました。最後に、2 つの tlx1 ノックアウトゼブラフィッシュ系統を生成しました。最初のエクソンに 122 bp の欠失 tlx1▲ (-122) と 5 bp の欠失 tlx1▲ (-5) を持つ 2 つの tlx1 ナンセンス対立遺伝子 (赤い矢印と黄色の背景の配列) が生成され、これがフレームシフト変異を引き起こしました。それぞれ 43 および 47 AA の位置 (赤色の背景の配列)、および 47 および 58 AA の位置における中途転写終結イベント (緑色の背景の配列) (補足データ 10)。

CRISPR/Cas9 媒介相同組換え (HR) は、ゼブラフィッシュ tlx1 に点突然変異を生成するために使用されました。また、ZiFiT Targeter (http://zifit.partners.org/ZiFiT/) によって特定されたサイトを使用して、点変異サイト付近の CRISPR/Cas9 ターゲットを設計しました。設計された部位は、tlx1 エクソン 2 の 2 つの領域、GGCGCGTGAACGACGTCCG (部位 3) および GGAGGTGTTCGGTTCTGGTA (部位 4) を標的としました。 HR ドナープラスミドは、Hieff Clone Plus Multi One Step Cloning Kit (YEASEN、中国) を使用して構築されました。 G622A HR ドナーは、4 つのフラグメント (左アーム、中央アーム、選択マーカー、および右アーム) を pHRHG ベクター (XinJia、中国) に連結することによって構築されました。 PrimeSTAR HS DNA ポリメラーゼ (Takara、日本) を使用して、AB/WT ゼブラフィッシュのゲノム DNA から左腕 (1081 bp)、中腕 (923 bp)、および右腕 (950 bp) の断片を増幅しました。中央アームの点突然変異 (G622A) は、Fast Mutagenesis System (Transgen、中国) を使用して導入されました。 HR ドナーが CRISPR/Cas9 システムによって切除されるのを防ぐために、Fast Mutagenesis System (Transgen) を使用して、中央アームの 2 つの CRISPR/Cas9 標的部位のサイレント変異も導入されました。選択マーカーは、myl7 プロモーター、DsRed および SV40 ポリ A シグナルを含む心臓特異的導入遺伝子プラスミドから増幅されました。さらに、frt 部位が選択マーカーの両側に追加されており、これは Flp リコンビナーゼによる切除によって除去できます。 G619A HR ドナーも同様に構築されました。

Ｇ６２２Ａドナープラスミドは、マイクロインジェクションの前に、ゲル抽出キット（Ｑｉａｇｅｎ）によって精製した。 zCas9 タンパク質、sgRNA、およびドナープラスミド (15 μg) を、1 細胞段階のゼブラフィッシュ胚に同時注入しました。成体 F0 ゼブラフィッシュを野生型の魚と異系交配し、選択的なマーカー発現と正しい遺伝子型決定により創始者をスクリーニングしました。次に、創始者を野生型の魚と異系交雑して F2 魚を生成しました。この F2 魚では、1 細胞段階で flp mRNA (50 pg) の注入によって選択マーカーが切除されました。続いて、選択マーカーを持たないヘテロ接合性の F2 個体を交配して、ホモ接合性の F3 魚を作製しました。また、G622A ラインと同様に G619A ラインも得られました。プライマーは補足データ 10 に記載されています。

ゼブラフィッシュを200 ng/ml MS-222 (Sigma-Aldrich, USA)で安楽死させ、尾びれの切り取りにより遺伝子型を特定した。ゲノム DNA をヒレ組織から抽出しました。 3 つの変異株 (tlx1▲、tlx1A208T、および tlx1A207T) の遺伝子型は、標準的な PCR 条件を使用して決定され、次にサンガー配列決定 (Sangon Biotech Co., Ltd、中国) によって配列決定されました。プライマーは次のとおりです:tlx1▲、F: 5'-ATCGTCTGTAGTTCCGTCTTTC-3'、R: 5'-ACCGCTTTAACCGCTGAGA-3'。 tlx1A208T および tlx1A207T、F: 5'-ATTTGCCTTCCACTGCTTGG-3'、R: 5'-CCAGCTGACCTCACGGTTTAT-3'。

Xie et al.24 による以前の研究に従って、腹部臓器全体が慎重に除去されました。簡単に説明すると、200 ng/ml MS-222 (Sigma-Aldrich、米国) で安楽死させた後、腹部臓器全体を野生型 (23 匹) のゼブラフィッシュおよび tlx1▲ (11 匹)、tlx1A208T から慎重に取り出しました。 (27 匹の魚)、および tlx1A207T (17 匹の魚) 変異体 (図 3)。次いで臓器を４％ＰＦＡ中で５分間固定した。検査されたゼブラフィッシュはすべて無作為にサンプリングされ、変異状態に関してはブラインドで行われました。代表的な画像は、MVX10 カメラ（オリンパス、日本）を使用して取得されました（図 3 および補足図 16 ～ 18）。

さまざまな発育段階（初期段階（S1）、受精後～6日、dpf、中期段階（S2）、～12 dpf、後期（S3）、～18 dpf）のライン化されたタツノオトシゴ胚をサンプリングし、4% パラホルムアルデヒドで固定しました。 Leerberg et al.70 の方法に従って、(PFA)/リン酸緩衝食塩水 (PBS) を 4 °C で一晩放置しました。プライマーは、ラインタツノオトシゴにおける tlx1 遺伝子のハイブリダイゼーションのために設計されました (F: 5'-GATCACATGGGACTAGCGGCAC -3'; R: 5'-GGGCTAATACGACTCACTATAGGGGTGTTACAGTGAGCGGTGAGAGAG-3')。次いで、DIG RNA ラベリングキット (SP6/T7) (Roche、マンハイム、ドイツ) を使用した in vitro 転写により、RNA アンチセンスプローブを生成しました。ハイブリダイゼーション中に、タツノオトシゴの胚を 10 μg/ml プロテイナーゼ K 溶液で適切な時間消化し、その後 4% PFA で 20 分間再度固定しました。次に、胚をPBSTwを含む抗体ブロッキング溶液中で20℃で1時間プレインキュベートし、次に抗DIG-AP Fabの1:3000希釈液中で20℃で2時間インキュベートしました。サンプルを PBSTw で各 5 分間 2 回洗浄し、4 °C の発色溶液 (10 ml 発色バッファー中の 30 μl NBT/BCIP ストック) で発色させました。５０％および１００％メタノールでそれぞれ５分間洗浄することによって反応を停止させた。次いで、胚を暗所で一晩４％ＰＦＡで固定し、１００％グリセロールにマウントし、オリンパスＳＺＸ２実体顕微鏡（オリンパス、日本）下で画像化した。

ゼブラフィッシュの脳と 3 つの免疫関連臓器 (肝臓、腎臓、腸) のトランスクリプトーム分析。野生型ゼブラフィッシュ、tlx1▲、およびtlx1A208Tゼブラフィッシュのこれらの組織（各組織は4つの生物学的複製を含む）のRNAシーケンスライブラリを構築し、Illumina HiSeq™ 2500プラットフォームを使用してフローセル上でシーケンスしました（補足表17）。これら 4 つの組織の FASTQ 形式の生データ (生の読み取り) は、まず社内の Perl スクリプトを使用して処理されました。 TopHat2 プログラムを使用して、クリーンリードをゼブラフィッシュゲノムアセンブリ (GRCz11) にマッピングしました。遺伝子発現レベルは、Cufflinks プログラムを使用して、100 万フラグメントあたりのエクソン 1 キロベースあたりのフラグメント (FPKM 値) で推定されました。 DEGSeq2 を使用して差次的発現遺伝子 (DEG) をチェックし、補正された p 値 (Q 値) と誤検出率に基づいて同定しました。 12の組み合わせにわたるペアワイズ比較（脳: tlx1▲ vs. WT、tlx1A208T vs. WT、tlx1▲ vs. tlx1A208T、腎臓: tlx1▲ vs. WT、tlx1A208T vs. WT、tlx1▲ vs. tlx1A208T、肝臓: tlx1▲ vs. WT、tlx1A208T vs. WT、tlx1▲ vs. tlx1A208T、腸: tlx1▲ vs. WT、tlx1A208T vs. WT、tlx1▲ vs. tlx1A208T）を実施した。 log2 (変化倍数) の絶対値が 1 以上で、誤検出率有意性スコアが 0.05 未満の遺伝子のみをその後の分析に使用しました。 tlx1▲ 対 tlx1A208T の 4 つの組織組み合わせにおける GO 濃縮は、GOseq R パッケージを使用して実施され、補正された P < 0.05 は有意な濃縮を示しました。

私たちは、タツノオトシゴ4種と、ヨウジウオ、ヨウジウオ、ガルフヨウジウオ、アリゲーターヨウジウオ、ウィーディシードラゴン、マナドヨウジウオを含む他の6種のSingnathidae種の妊娠に関与する可能性のある免疫関連遺伝子のサブセットのゲノムをスキャンしました。。これらの遺伝子のクエリタンパク質配列は、ホモ・サピエンス、T. ルブリペス、O. ラティペス、および G. アキュレアトゥスの代表者を使用して Ensembl Genome Browser 104 または NCBI から取得しました。まず、TBLASTN v2.9.0 のベストヒット検索を使用して、Syngnathidae 10 種のゲノムを他の脊椎動物のゲノムと比較し、ゲノムデータセット内で一致するリードを見つけました。 BLAST パラメーターは 1E − 5 の期待カットオフに設定され、返されるシーケンスの最大数は 1,000 になります。さらに、上記のすべての免疫関連遺伝子は、相同性ベースの遺伝子予測ツール GeMoMa v1.7.159,71 を使用して、4 種を参照生物として予測されました。選択された種はゼブラフィッシュ、メダカ、フグ、トゲウオでした。マッピングされた RNA-seq リードからのイントロンは、GeMoMa モジュール ERE および DenoiseIntrons によって抽出およびフィルターされました。次に、マップされた RNA-seq データに対して、MMseqs272 をアライメントツールとして使用して、参照種ごとにモジュール GeMoMa パイプラインを個別に実行しました。最後に、GeMoMa モジュール GAF および AnnotationFinalizer73 を使用して、11 個の個別のアノテーション結果が最終的なアノテーションに結合されました。さらに、免疫グロブリン重鎖遺伝子 (ighvs) については、タイガーテールタツノオトシゴのゲノムが Ensembl で完全に予測されています。タイガーテールタツノオトシゴの配列を参照として、Exonerate (バージョン 2.2.0) を使用して、デフォルトのパラメーターで他のゲノムデータセットの相同性に基づく遺伝子予測を実行しました。タツノオトシゴやその他の代表的な脊椎動物で同定された遺伝子の系統解析は、アミノ酸配列を使用して行われました。系統解析に使用されるこれらの遺伝子ファミリーの GenBank アクセッション番号は補足データ 13 にリストされています。

7 つの非 Syngnathiformes L. oculatus、D. rerio、T.rubripes、G. aculeatus、O. niloticus、O. latipes、X. maculatus、および H. Comes、H. electricus、H. zosterae、H. を含む 13 の Syngnathiformesモフニケイ、S. acus、S. typhle、S. scovelli、P. taeniolatus、S. biaculeatus、O、manadensis、N. ophidion、F. commersonii、および A. strigatus を使用して、以前の研究に基づいてキャラクターの再構築分析を実施しました7。。簡単に言うと、これらの種の系統学的再構成は、系統解析のセクションの方法に若干の変更を加えて実行されました。系統解析に含まれる各種の、tlx1 のアミノ酸置換、育児嚢の発達、脾臓の存在および免疫遺伝子の簡略化を含む 4 つの形質に関する利用可能な経験データを、Mesquite Ver.3.70 (http://www. mesquiteproject.org/)。

養魚場（中国福建省漳州市）から採取した非妊娠雄（n = 4）および妊娠中（n = 4）の成体タツノオトシゴをMS222で麻酔してから、育児嚢のサンプリングを行った。胚の分離後、胚の汚染を除去するために育児嚢を PBS で洗浄し、メーカーの指示に従って TRIzol 試薬を使用して全 RNA を抽出しました。育児嚢サンプルからの 1 μg の全 RNA を使用して、gDNA Remover を備えた ReverAce qPCR RT Master Mix (Toyobo、大阪、日本) を使用してファーストストランド cDNA を合成しました。「RTなし」反応をネガティブコントロールとして使用しました。 C3.2、cd8a、cd79a、gata3、il12a、il12b、T-bet、およびtgfb1などの妊娠に関与する遺伝子のmRNAレベルは、qRT-PCRによって決定されました（補足図27）。この研究で使用したプライマーを補足表18に示します。 qRT-PCRは、次のとおりSYBR Green Iキット（東洋紡、日本）を使用して、Roche Light-Cycle 480リアルタイムPCRシステム（Roche、マンハイム、ドイツ）で実行されました。メーカーの指示。 β-アクチンを内部対照として使用しました。

統計分析は、GraphPad Prism 7.0 (GraphPad Software、米国カリフォルニア州サンディエゴ) を使用して実行されました。すべてのデータは、平均値 ± 平均値の標準誤差 (SEM) として表示されます。統計的差異は、対応のないスチューデントの t 検定によって推定され、有意水準は 0.05 に設定されました。

研究デザインの詳細については、この記事にリンクされている Nature Portfolio Reporting Summary を参照してください。

H. zosterae および H. mohnikei の全ゲノム生リードおよびアセンブリは、アクセッションコード PRJNA797939 で NCBI データベースに寄託されています。 RNA-seq の生のリード (Danio rerio、S. biaculeatus、および H. electricus を含む) は、アクセッションコード PRJNA799842 で NCBI データベースに登録されています。この研究で使用された以前に公開されたゲノムのアクセスは、補足データ 15 に記載されています。さらに、脾臓の表現型と組織学のデータは、Figshare (https://figshare.com/projects/Immunogenetic_losses_co-occurred_with_seahorse_male_pregnancy_and_mutation_in_tlx1_accompanied_function_asplenia/153495) で入手できます。ソースデータはこのペーパーに付属しています。

シーケンスデータの分析に使用されるカスタムスクリプトは、Figshare (https://figshare.com/projects/Immunogenetic_losses_co-occurred_with_seahorse_male_pregnancy_and_mutation_in_tlx1_accompanied_function_asplenia/153495) で入手できます。

カウフマン、J. 進化と免疫。免疫学 130、459–462 (2010)。

記事 CAS Google Scholar

ベーム、T. 脊椎動物の免疫の進化。カー。バイオル。 22、722–732 (2012)。

記事 Google Scholar

Schluter, SF、Bernstein, RM、Bernstein, H. & Marchalonis, JJ 組み合わせ免疫システムの「ビッグバン」出現。開発者コンプ。イムノール。 23、107–111 (1999)。

CAS Google スカラー

Flajnik, MF & Kasahara, M. 適応免疫システムの起源と進化: 遺伝的事象と選択圧力。ナット。ジュネ牧師。 11、47–59 (2010)。

記事 CAS Google Scholar

松永拓也 & ラーマン A. 脊椎動物に適応免疫システムをもたらしたのは何ですか? - 顎仮説とタツノオトシゴ。イムノール。改訂 166、177–186 (1998)。

記事 CAS Google Scholar

ロス、O.ら。タツノオトシゴとヨウジウオの標準的な脊椎動物免疫のリモデリングに関連した男性妊娠の進化。手順国立アカデミー。科学。 USA 117、9431–9439 (2020)。

記事 ADS CAS Google Scholar

Wilson, AB、Ahnesjo, I.、Vincent, AC & Meyer, A. ヨウジウオとタツノオトシゴ (Singnathidae 科) における雄の抱卵、交尾パターン、性役割のダイナミクス。『Evolution』57、1374–1386 (2003)。

Google スカラー

Whittington, CM & Friesen, CR 合体魚類における雄妊娠の進化と生理学。バイオル。キャンブ牧師。フィロス。社会 95、1252–1272 (2020)。

記事 Google Scholar

Wilson, AB、Vincent, A.、Ahnesjo, I. & Meyer, A. タツノオトシゴとヨウジウオ科 (Singnathidae 科) の雄妊娠: 分子系統発生から推定される父親の育児嚢形態の急速な多様化。 J.ヘレッド。 92、159–166 (2001)。

記事 CAS Google Scholar

Skalkos, ZG、Van, U. & Whittington, M. タツノオトシゴの腹部海馬における雄の妊娠中の父親からの栄養供給。 J.コンプ。生理。 B 190、547–556 (2020)。

記事 CAS Google Scholar

ダドリー、S.ら。妊娠中の雄のタツノオトシゴ (海馬腹部) の育児嚢の構造変化により、父親と胎児の間の交換が促進されます。プラセンタ 114、115–123 (2021)。

記事 CAS Google Scholar

Stölting, KN & Wilson, AB タツノオトシゴとヨウジウオの雄の妊娠: 哺乳類モデルを超えて。 BioEssays 29、884–896 (2007)。

記事 Google Scholar

DR ベインブリッジ妊娠の進化。初期のハム。開発者 90、741–745 (2014)。

記事 Google Scholar

Reznick, DN、Mateos, M. & Springer, MS 魚属 Poeciliopsis の胎盤の独立した起源と急速な進化。サイエンス 298、1018–1020 (2002)。

記事 ADS CAS Google Scholar

フェルナンデス、N. 他受精、着床前発育、胎児と母体の相互作用における主要組織適合性複合体の役割に関する批判的なレビュー。ハム。リプロド。アップデート 5、234–248 (1999)。

記事 CAS Google Scholar

リン、Ｑら。タツノオトシゴのゲノムとその特殊な形態の進化。 Nature 540、395–399 (2016)。

記事 ADS CAS Google Scholar

リー、CYら。ゲノム配列は地球規模の分散経路を明らかにし、タツノオトシゴの進化における収束的な遺伝的適応を示唆しています。ナット。共通。 1094 年 12 月 (2021 年)。

記事 ADS CAS Google Scholar

コス、M.ら。 Pbx/Nkx2-5/p15 モジュールに変異があるマウスおよびヒトの先天性無脾症。開発者セル 22、913–926 (2012)。

記事 CAS Google Scholar

Roberts, CW、Shutter, JR & Korsmeyer, SJ Hox11 は脾臓の発生を制御します。 Nature 368、747–749 (1994)。

記事 ADS CAS Google Scholar

Tribioli, C. & Lufkin, T. マウスの Bapx1 ホメオボックス遺伝子は、軸骨格と脾臓の胚発生において重要な役割を果たしています。開発 126、5699–5711 (1999)。

記事 CAS Google Scholar

ランゲナウ、DM et al. ゼブラフィッシュ (Danio rerio) における Tlx (Hox11) 遺伝子の分子クローニングと発生発現。メカ。開発者 117、243–248 (2002)。

記事 CAS Google Scholar

ハミルトン、H.ら。シンナシ科魚類の分子系統発生と多様化パターン。モル。系統進化論。 107、388–403 (2017)。

記事 Google Scholar

Stiller, J. et al. Syngnathidae の系統ゲノム解析により、新たな関係、風土病の多様性の起源、および多様な多様化率が明らかになりました。 BMCバイオル。 20、75 (2022)。

記事 Google Scholar

Xie、L.ら。 tlx1 変異による先天性無脾症は、ゼブラフィッシュのエロモナスハイドロフィラ感染に対する抵抗力を低下させます。魚。貝類の免疫。 95、538–545 (2019)。

記事 CAS Google Scholar

Logan, C.、Wingate, RJ、McKay, IJ & Lumsden, A. ニワトリ胚の頭蓋感覚神経節および後脳における Tlx-1 および Tlx-3 ホメオボックス遺伝子発現: パターン化された接続性のマーカー。 J. Neurosci. 18、5389–5402 (1998)。

記事 CAS Google Scholar

Berger, J.、Dorninger, F.、Forss-Petter, S.、Kunze, M. 脳の発達と機能におけるペルオキシソーム。ビオチンの生物物理学。 Acta 1863、934–955 (2016)。

記事 CAS Google Scholar

Lee, KH, Cha, M. & Lee, BH 脳における抗酸化物質の神経保護効果。内部。Ｊ．Ｍｏｌ．科学。 21、7152 (2020)。

ウェイ、R.ら。妊娠および妊娠関連疾患における樹状細胞。バイオメッド。薬剤師。 133、110921 (2021)。

記事 CAS Google Scholar

Tilburgs, T. & Strominger, JL 胎児と母体の境界面にある CD8+ エフェクター T 細胞、胎児寛容と抗ウイルス免疫のバランスをとる。午前。Ｊ．Ｒｅｐｒｏｄ．イムノール。 69、395–407 (2013)。

記事 CAS Google Scholar

Yang, X.、Zhang, C.、Chen, G.、Sun, C.、Li, J. 抗体: 母体と胎児の相互作用の主な参加者。 J.オブステット。婦人科。解像度 45、39–46 (2019)。

記事 Google Scholar

Girardi, G.、Lingo, JJ、Fleming, SD & Regal, JF 妊娠における補体の本質的な役割: 着床から出産、そしてその後まで。フロントイミュノール。 1681 年 11 日 (2020 年)。

記事 CAS Google Scholar

Lu, L.、Barbi, J. & Pan, F. FOXP3 による免疫寛容の制御。ナット。イミュノール牧師。 17、703–717 (2017)。

記事 CAS Google Scholar

Tussiwand、R. et al. BATF-IRF相互作用によって媒介される代償性樹状細胞の発生。ネイチャー 490、502–507 (2012)。

記事 ADS CAS Google Scholar

Haas、KM、Poe、JC、Steeber、DA & Tedder、TF B-1a および b-1b 細胞は、異なる発生要件を示し、肺炎球菌に対する自然免疫および適応免疫において独自の機能的役割を果たします。 Immunity 23、7–18 (2005)。

記事 CAS Google Scholar

オニール、SKら。 CD79a および CD79b ITAM モチーフの一リン酸化は、B 細胞アネルギーに必要な SHIP-1 ホスファターゼ媒介阻害性シグナル伝達カスケードを開始します。イミュニティ 35、746–756 (2011)。

記事 Google Scholar

Schroeder, HW & Cavacini, L. 免疫グロブリンの構造と機能。 J.アレルギークリニック。免疫。 125、41–52 (2010)。

記事 Google Scholar

Colvin, RB & Smith, RN 抗体媒介臓器同種移植片拒絶反応。ナット。イミュノール牧師。 5、807–817 (2005)。

記事 CAS Google Scholar

Girardi, G.、Redecha, P.、Salmon, JE ヘパリンは、補体活性化を阻害することにより、抗リン脂質抗体誘発性の胎児喪失を防ぎます。ナット。医学。 10、1222–1226 (2004)。

記事 CAS Google Scholar

Kahn, DA & Baltimore, D. 妊娠は、寛容に寄与する胎児抗原特異的な母体 T 制御性細胞応答を誘発します。 P Natl Acad. 科学。 USA 107、9299–9304 (2010)。

記事 ADS CAS Google Scholar

ロマーノ、A.ら。日本住血吸虫による肝線維症および脾腫におけるFOXP3+制御性T細胞：脾臓は、脾腫患者におけるtregの主な供給源である可能性があります。 PLoSネグル。トロップ。ディス。 10、e0004306 (2016)。

記事 Google Scholar

La Rocca, C.、Carbone, F.、Longobardi, S. & Matarese, G. 妊娠の免疫学: 制御性 T 細胞は、胎児に対する母親の免疫寛容を制御します。イムノール。レット。 162、41–48 (2014)。

記事 Google Scholar

パーカー、J.ら。男性妊娠の進化における免疫寛容。モル。エコル。（2021年）。

スター、B.ら。タイセイヨウタラのゲノム配列から、独特の免疫システムが明らかになりました。 Nature 477、207–210 (2011)。

記事 ADS CAS Google Scholar

マルムストローム、M. et al. 免疫系の進化は硬骨魚類の種分化率に影響を与えます。ナット。ジュネ 48、1204–1210 (2016)。

記事 Google Scholar

Dubin、A. et al. アンコウ、Lophius piscatorius における MHC II 経路の完全な喪失。バイオル。させてください。 15、20190594 (2019)。

記事 CAS Google Scholar

ガスランド、C.ら。単一細胞配列決定によって調査された大西洋タラ (Gadus morhua) のリンパ球サブセット。共通。バイオル。 5、1–9 (2022)。

記事 Google Scholar

Xie、L.ら。先天性無脾症は免疫恒常性を妨害し、ゼブラフィッシュの過剰な全身炎症を引き起こします。フロントセル感染。微生物 11、668859 (2021)。

記事 CAS Google Scholar

Swann, JB、Holland, SJ、Petersen, M.、Pietsch, TW & Boehm, T. 性的寄生の免疫遺伝学。サイエンス 369、1608–1615 (2020)。

記事 ADS CAS Google Scholar

Parker, J.、Guslund, N.、Jentoft, S.、Roth, O. 単一細胞トランスクリプトミクスによるヨウジウオ免疫細胞集団の特性評価。フロントイミュノール。 13、820152 (2022)。

記事 CAS Google Scholar

SL のクラインと KL のフラナガン免疫反応における性差。ナット。イミュノール牧師。 16、626–638 (2016)。

記事 CAS Google Scholar

Gnerre, S. et al. 大規模並列配列データからの哺乳類ゲノムの高品質ドラフトアセンブリ。手順国立アカデミー。科学。 USA 108、1513–1518 (2011)。

記事 ADS CAS Google Scholar

Servant, N. et al. HiC-Pro: Hi-C データ処理用に最適化された柔軟なパイプライン。ゲノムバイオル。 16、259 (2015)。

記事 Google Scholar

グロス、JB et al. Astyanax mexicanus のアンカー連鎖マップを使用したシンテニーと候補遺伝子の予測。手順国立アカデミー。科学。 USA 105、20106–20111 (2008)。

記事 ADS CAS Google Scholar

Edgar, RC & Myers, EW PILER: ゲノム反復の同定と分類。バイオインフォマティクス 21、152–158 (2005)。

記事 Google Scholar

Price, AL、Jones, NC & Pevzner, PA 大きなゲノムにおけるリピートファミリーのデノボ同定。バイオインフォマティクス 21、351–358 (2005)。

記事 Google Scholar

Stanke, M. & Waack, S. 隠れマルコフモデルと新しいイントロンサブモデルを使用した遺伝子予測。バイオインフォマティクス 19、215–225 (2003)。

記事 Google Scholar

Majoros, WH、Pertea, M. & Salzberg、SL TigrScan、および GlimmerHMM: 2 つのオープンソースの非経験的真核生物遺伝子ファインダー。バイオインフォマティクス 20、2878–2879 (2004)。

記事 CAS Google Scholar

Korf, I. 新規ゲノムにおける遺伝子発見。 BMCバイオインフォマ。 5, 59 (2004)。

記事 Google Scholar

Keilwagen, J. et al. 相同性に基づく遺伝子予測のためのイントロン位置保存の使用。核酸研究所 44、e89 (2016)。

Campbell, MA、Haas, BJ、Hamilton, JP、Mount, SM & Buell, CR イネの選択的スプライシングの包括的解析とシロイヌナズナとの比較解析。 BMC ゲノミクス 7、327 (2006)。

記事 Google Scholar

ハース、BJら。 EVidenceModeler とスプライスアラインメントを組み立てるプログラムを使用した自動化された真核生物の遺伝子構造アノテーション。ゲノムバイオル。 9、R7 (2008)。

オクラホマ・トーレセンら。改良されたゲノムアセンブリにより、タイセイヨウタラの多量のタンデムリピートが明らかになりました。 BMC ゲノミクス 18、95 (2017)。

記事 Google Scholar

Kalyaanamoorthy, S.、Minh, BQ、Wong, TKF、von Haeseler, A. & Jermiin, LS ModelFinder: 正確な系統推定のための高速モデル選択。ナット。方法 14、587–589 (2017)。

記事 CAS Google Scholar

Minh, BQ、Nguyen, MA & von Haeseler, A. 系統発生的ブートストラップの超高速近似。モル。バイオル。進化。 30、1188–1195 (2013)。

記事 CAS Google Scholar

De Bie, T.、Cristianini, N.、Demuth, JP & Hahn, MW CAFE: 遺伝子ファミリーの進化を研究するための計算ツール。バイオインフォマティクス 22、1269–1271 (2006)。

記事 Google Scholar

Huerta、J. et al. EggNOG 5.0: 5090 の生物と 2502 のウイルスに基づいた、階層的で機能的および系統発生的に注釈が付けられたオルソロジーリソース。核酸研究所 47、309–314 (2019)。

記事 Google Scholar

フェルナンデス、R. とガバルドン、T. ジーンは後生動物の生命の樹全体で得たり失ったりします。ナット。エコル。進化。 4、524–533 (2020)。

記事 Google Scholar

Yang、Z. PAML 4: 最尤法による系統解析。モル。バイオル。進化。 24、1586–1591 (2007)。

記事 CAS Google Scholar

彼、Ｋら。柔らかい毛皮の木ネズミのエコーロケーション。サイエンス 372、1305 (2021)。

Leerberg、DM、Hopton、RE & Draper、BW 線維芽細胞成長因子受容体は、ゼブラフィッシュの胚発生中に重複して機能します。遺伝学 212、1301–1319 (2019)。

記事 CAS Google Scholar

Keilwagen, J.、Hartung, F.、Paulini, M.、Twardziok, SO & Grau, J. 植物、動物、菌類の RNA-seq データと相同性に基づく遺伝子予測の組み合わせ。 BMCバイオインフォマ。 19、189 (2018)。

記事 Google Scholar

Steinegger, M. & Soding, J. MMseqs2 は、大規模なデータセットの分析のための高感度のタンパク質配列検索を可能にします。ナット。バイオテクノロジー。 35、1026–1028 (2017)。

記事 CAS Google Scholar

チュエカ、LJ 他タヌキ (Nyctereutes procyonoides) のデノボゲノムアセンブリ。フロント。ジュネット。 12、658256 (2021)。

記事 CAS Google Scholar

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著者らは、南シナ海の海洋生物多様性コレクション、CAS がサンプルを提供したことを認めます。華中農業大学実験動物センターには実験設備の提供、S. Fan 氏と X. Lu 氏には原稿を改善するための洞察力に富んだコメントと提案をいただきました。この研究は、中国国家自然科学財団（SZ に 41890853、QL に 41825013、QL に 42006108）、CAS のフロンティアサイエンス重点研究プログラム（QL に ZDBS-LY-DQC004）、広東基礎および応用基礎の支援を受けました。 Research Foundation (2021A1515011380 to YL)、欧州連合の Horizon 研究イノベーションプログラムに基づく欧州研究評議会 (ERC) (EC/H2020/755659 to OR)、CAS の戦略的優先研究プログラム (XDB42030204 to QL)、およびキーCASのCOMS導入プロジェクト(COMS2020Q14からYZ)。

以下の著者も同様に貢献しました: Yali Liu、Meng Qu、Han Jiang、Ralf Schneider。

CAS Key Laboratory of Tropical Marine Bio-Resources and Ecology、南シナ海海洋研究所、中国科学院、510301、広州、中国

Yali Liu、Meng Qu、Han Jiang、Geng Qin、Wei Luo、Haiyan Yu、Bo Zhang、Xin Wang、Yanhong Zhang、Huixian Zhang、Zhixin Zhang、Yongli Wu、Yingyi Zhang、Jianping ying、Si Zhang & Qiang Lin

広東省応用海洋生物学重点実験室、中国科学院南シナ海海洋研究所、広州、510301、中国

Yali Liu、Meng Qu、Geng Qin、Xin Wang、Yanhong Zhang、Huixian Zhang、Jianping ying、Si Zhang、Qiang Lin

中国科学院大学、100101、北京、中国

Yali Liu、Han Jiang、Yingyi Zhang、Qiang Lin

海洋進化生態学、キール大学動物研究所、24118、キール、ドイツ

ラルフ・シュナイダー & オリヴィア・ロス

東京海洋大学大学院海洋科学研究科、東京都港区

張志信

分子細胞生物学研究所、A*STAR、138673、シンガポール、シンガポール

ビラッパ・ヴェンカテシュ

コンスタンツ大学生物学部、78464、コンスタンツ、ドイツ

アクセル・マイヤー

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QL、AM、OR、BV がこのプロジェクトを発案しました。 QL と AM が研究を監督しました。 XW と GQ はサンプルを収集しました。 MQ、RS、HY、XW、YZ、HZ、ZZ、JY はゲノム解析を行いました。 YL、HY、GQ はトランスクリプトーム解析を行いました。 YL、WL、BZ、および HJ は、CRISPR/Cas9 ゲノム編集分析を実行しました。 YW と HJ は定量的リアルタイム PCR を実行しました。 HJ と Yingyi Z. は in situ ハイブリダイゼーションを実行しました。 SZ はマイクロ CT 分析を実行しました。 YL、MQ、RS、QL は、他のすべての著者からの意見を取り入れて原稿を書きました。著者全員がレビューを行い、最終原稿に貢献しました。

Olivia Roth、Axel Meyer、または Qiang Lin との通信。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

Nature Communications は、この研究の査読に貢献してくれた匿名の査読者に感謝します。査読者レポートが利用可能です。

発行者注記 Springer Nature は、発行された地図および所属機関の管轄権の主張に関して中立を保っています。

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転載と許可

Liu, Y.、Qu, M.、Jiang, H. 他免疫原性の喪失はタツノオトシゴの雄の妊娠と同時に起こり、tlx1 の変異は機能性無脾症を伴った。 Nat Commun 13、7610 (2022)。 https://doi.org/10.1038/s41467-022-35338-7

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受信日: 2022 年 5 月 9 日

受理日: 2022 年 11 月 29 日

公開日: 2022 年 12 月 9 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-022-35338-7

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