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棘皮動物のプルテウス幼生形態の収斂進化をもたらした分子機構の解明

Research Project

Project/Area Number 11J00274
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Evolutionary biology
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

古賀 皓之  筑波大学, 大学院生命環境科学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2013: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords進化発生学 / 棘皮動物 / 幼生骨片 / トランスクリプトーム / VEGFシグナル / Alx / イトマキヒトデ / 次世代シーケンサー / Evo Devo / プルテウス幼生 / RNAseq / De novo transcriptome / Alx1
Research Abstract

ウニやヒトデなどの棘皮動物は、プルテウス型幼生とオーリクラリア型幼生の2つの形態に分かれており、両者の大きな違いは、プルテウスが発達した幼生骨片の持つ事である。本研究では、プルテウス型の幼生形態の進化の重要なステップである幼生骨片の獲得機構を明らかにする事を目的としている。
これまでの研究で、ヒトデ幼生では発現していないが、ウニの幼生では骨片形成に必要不可欠な遺伝子として、転写因子Alx1とVEGFシグナルのリガンド、受容体をコードする遺伝子を発見した。したがって、これらの因子が幼生期に発現することが、幼生骨片の獲得に関与することが示唆されたた。本年度は、それらの因子をそれぞれまたは同時に、イトマキヒトデ幼生に強制的に発現させた際に、どのような遣伝子発現の変化があるのかを検討すべく、次世代シーケンサーによるRNAseqのデータ解析を行なった。既にAlx1単独では、少数ながら遺伝子発現の変化があることがわかっていたが、VEGFリガンドと受容体の強制発現でも多くの遺伝子の発現レベルが変化することが示唆された。
一方で、Alx1とVEGFシグナルの活性化の試みでは、遺伝子発現の変化は認められるものの、ミネラルの形成といった表現型レベルの変化は認められなかった。これは幼生骨片の獲得はこれら2因子の幼生発現だけでは不十分である可能性を示唆する。そこで、上記2因子と同様にヒトデ幼生では発現していない骨片形成因子をスクリーニングし、新たな幼生骨片獲得因子の候補を絞るべく、ヒトデ幼生と成体、および幼生骨片をもつクモヒトデ幼生と成体のトランスクリプトームの解析に着手した。イトマキヒトデとスナクモヒトデの幼生を飼育し、各3ステージの幼生からRNAを抽出し、次世代シーケンサー(Illumina Hiseq2000)によるRNAseqを行なった。今後のデータ解析により、新たな候補遺伝子の絞り込みが期待できる。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(3 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2014 2013 2012 2011

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] The echinoderm larval skeleton as a possible model syetem for experimental evolutionary biology2014

    • Author(s)
      Hiroyuki Koga, Yoshiaki Morino, Hiroshi Wada
    • Journal Title

      Genesis

      Volume: 52 Issue: 3 Pages: 186-192

    • DOI

      10.1002/dvg.22758

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Heterochronic activation of VEGF signaling and the evolution of the skeleton in echinoderm pluteus larvae2012

    • Author(s)
      守野孔明、古賀皓之
    • Journal Title

      Evolution and Development

      Volume: 14(5) Issue: 5 Pages: 428-436

    • DOI

      10.1111/j.1525-142x.2012.00563.x

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 棘皮動物幼生骨片獲得にみる分子進化とその実験的再現2013

    • Author(s)
      古賀皓之、守野孔明、和田洋
    • Organizer
      日本進化学会第15回大会
    • Place of Presentation
      筑波大学(茨城県つくば市)
    • Year and Date
      2013-08-28
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Experimental Evodevo of larval skeleton in Echinodermata2013

    • Author(s)
      Hiroyuki Koga, Yoshiaki Morino, Hiroshi Wada
    • Organizer
      第46回日本発生生物学会
    • Place of Presentation
      くにびきメッセ(島根県松江市)
    • Year and Date
      2013-05-29
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 棘皮動物の幼生骨片獲得機構の再現2012

    • Author(s)
      古賀皓之
    • Organizer
      第83回日本動物学会大阪大会
    • Place of Presentation
      大阪大学、大阪
    • Year and Date
      2012-09-15
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Experimental replication of larval expression of alx1 in starfish2012

    • Author(s)
      古賀皓之
    • Organizer
      Euro EvoDevo 2012 Conference
    • Place of Presentation
      Lisbon (ポルトガル)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Molecular evolution involved in the evolution of echinoderm larval skeleton2012

    • Author(s)
      古賀皓之
    • Organizer
      Developmental Biology of Sea Urchin
    • Place of Presentation
      Woods hole (アメリカ)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Molecular evolution involved in the evolution of echinoderm skeleton2011

    • Author(s)
      古賀皓之
    • Organizer
      Annual Conference of Society for Molecular Biology of Evolution 2011
    • Place of Presentation
      京都大学(京都府)
    • Year and Date
      2011-07-27
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Evolution of alx gene and evolution of echinoderm larval skeleton2011

    • Author(s)
      古賀皓之
    • Organizer
      第44回日本発生生物学会
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県)
    • Year and Date
      2011-05-19
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Evolution of alx gene and evolution of echinoderm larval skeleton2011

    • Author(s)
      古賀皓之
    • Organizer
      Developmental Biology of Sea Urchin XX
    • Place of Presentation
      Marine Biological Laboratory (Woods hole, USA)
    • Year and Date
      2011-04-28
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

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