細胞レベルで起こった収斂進化のメカニズムの解明－孵化腺細胞をモデルとして－

• Project/Area Number: 17J10687
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Evolutionary biology
• Research Institution: Jikei University School of Medicine
• Principal Investigator: 長澤 竜樹 東京慈恵会医科大学, 医学部解剖学講座, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2017-04-26 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: エクソン-イントロン構造 / レトロコピー / トランスジェニックゼブラフィッシュ / 孵化酵素 / 孵化腺細胞 / 真骨魚類 / 両生類 / 一細胞RNA-seq / 孵化酵素遺伝子 / エクソン‐イントロン構造

Outline of Annual Research Achievements

孵化腺細胞を定義づける、孵化酵素遺伝子の分子進化を脊椎動物の進化過程で詳細に記述した。元来、相同遺伝子間のエクソン-イントロン構造は、保存的であるのに対し、孵化酵素遺伝子は四足動物と真骨魚類でエクソン-イントロン構造が大きく異なるという矛盾があった。本研究による詳細な比較解析から、そのイントロン消失メカニズムを明らかになり、その結果、脊椎動物間の孵化酵素遺伝子が相同であることが、遺伝子構造のレベルからも示された。
また、真骨魚類型孵化腺細胞の分化メカニズム解明に関し、二種の孵化腺細胞欠失ゼブラフィッシュを含む複数のトランスジェニックゼブラフィッシュを作出した。本研究により孵化腺細胞の機能転移メカニズム解明の為の基盤を構築することができ、これらは同機構解明の為の手がかりとなると期待される。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Translocation of promoter-conserved hatching enzyme genes with intron-loss provides a new insight in the role of retrocopy during teleostean evolution. (2019)
  • Author(s): Tatsuki Nagasawa, Mari Kawaguchi, Tohru Yano, Sho Isoyama, Shigeki Yasumasu, and Masataka Okabe.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 9 Issue: 1 Pages: 2447-2447
  • DOI: 10.1038/s41598-019-38693-6
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Comparison of egg envelope thickness in teleosts and its relationship to the sites of ZP protein synthesis (2017)
  • Author(s): Sano Kaori, Mari Kawaguchi, Keita Katano, Kenji Tomita, Mayu Inokuchi, Tatsuki Nagasawa, Junya Hiroi, Toyoji Kaneko, Takashi Katagawa, Takafumi Fujimoto, Katsutoshi Arai, Masaru Tanaka and Shigeki Yasumasu
  • Journal Title: Journal of Eperimental Zoology PartB: Molecular and Developmental Evolution Volume: 印刷中 Issue: 3 Pages: 240-258
  • DOI: 10.1002/jez.b.22729
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] 条鰭類に残存するTbx4肺エンハンサーの意義 (2020)
  • Author(s): 辰巳徳史、庄野孝範、隅山健太、姫岩翔子、長澤竜樹、矢野十織、岡部正隆
  • Organizer: 第125回日本解剖学会総会・全国学術集会
• [Presentation] カワスズメ科魚類における孵化腺細胞の局在の進化 (2020)
  • Author(s): 長澤竜樹、相原光人、川口眞理、二階堂雅人
  • Organizer: 日本動物学会関東支部第72回大会
• [Presentation] 下位条鰭類は真骨魚類よりも両生類に類似した卵膜硬化機構をもつ (2020)
  • Author(s): 財田里梨花、大西洋、長澤竜樹、加用大地、神田真司、安増茂樹、佐野香織
  • Organizer: 日本動物学会関東支部第72回大会
• [Presentation] 真骨魚類レトロコピー遺伝子 -十数億年続く分子進化の制約を打ち破る- (2019)
  • Author(s): 長澤竜樹、川口眞理、矢野十織、安増茂樹、岡部正隆
  • Organizer: 日本動物学会第90回大会
  • Invited
• [Presentation] Unique molecular evolution in teleost hatching enzyme genes -is this a new role of retrotransposon for evolution? - (2019)
  • Author(s): Tatsuki Nagasawa, Mari Kawaguchi, Tohru Yano, Sho Isoyama, Shigeki Yasumasu, Masataka Okabe
  • Organizer: SMBE2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 条鰭類の鰾の起源の検討 (2019)
  • Author(s): 姫岩翔子、辰巳徳史、長澤竜樹、矢野十織、岡部正隆
  • Organizer: 第124回 日本解剖学会総会・全国学術集会（学生セッション優秀発表賞講演）
• [Presentation] 孵化腺細胞はどのようにしてその発生学的起源を変化させたのか (2018)
  • Author(s): 長澤竜樹、安増茂樹、岡部正隆
  • Organizer: 第41回日本分子生物学会年会
• [Presentation] 転写因子から迫る魚類孵化腺細胞の分化メカニズム (2018)
  • Author(s): 長澤竜樹、安増茂樹、岡部正隆
  • Organizer: 長澤竜樹、安増茂樹、岡部正隆
• [Presentation] 真骨魚類孵化酵素遺伝子のイントロン消失メカニズム -ゲノム構造の進化的制約から解放された遺伝子の分子進化- (2018)
  • Author(s): 長澤竜樹、川口眞理、矢野十織、磯山翔、安増茂樹、岡部正隆
  • Organizer: 日本動物学会第89回札幌大会
  • Invited
• [Presentation] 真骨魚類に至る卵膜遺伝子の進化 (2018)
  • Author(s): 佐野 香織、大西 洋、長澤 竜樹、安増 茂樹
  • Organizer: 日本動物学会第89回札幌大会
• [Presentation] 会田裕貴、長澤竜樹、川口眞理、安増茂樹 (2018)
  • Author(s): 孵化腺細胞の細胞学的差異は発生学的起源の変化とは独立に生じた
  • Organizer: 日本動物学会第89回札幌大会
• [Presentation] Inferring of the effect of klf17 to the development of teleost-type hatching gland cells (2018)
  • Author(s): Tatsuki Nagasawa, Shigeki Yasumasu, Masataka Okabe
  • Organizer: 第24回小型魚類研究会
• [Presentation] 孵化酵素遺伝子のイントロン消失メカニズム：分子進化におけるレトロコピーの新たな役割の考察（若手口頭発表最優秀賞受賞講演） (2018)
  • Author(s): 長澤竜樹、川口眞理、矢野十織、磯山翔、安増茂樹、岡部正隆
  • Organizer: 日本進化学会第20回東京大会
• [Presentation] 卵膜遺伝子とその硬化機構の進化~両生類・下位条鰭類・真骨魚類~ (2018)
  • Author(s): 佐野香織、大西洋、長澤竜樹
  • Organizer: 第4回 ユニークな少数派実験動物を扱う若手が最先端アプローチを勉強する会
• [Presentation] 孵化腺細胞はなぜ真骨魚類と両生類で発生学的起源が異なるのか？ (2017)
  • Author(s): 長澤竜樹、川口眞理、矢野十織、安増茂樹、岡部正隆
  • Organizer: Tokyo Vertebrate Morphology Meeting
• [Presentation] The intron-loss evolution by retrotranslocation in Teleost -using the hatching enzyme genes as a model- (2017)
  • Author(s): Tatsuki Nagasawa, Mari Kawaguchi, Tohru Yano, Shigeki Yasumasu, Masataka Okabe
  • Organizer: 小型魚類研究会
• [Presentation] 真骨魚類の進化過程において孵化酵素遺伝子はintronを失いながら、頻繁にretrotranslocationを起こした (2017)
  • Author(s): 長澤竜樹、川口眞理、矢野十織、安増茂樹、岡部正隆
  • Organizer: 日本進化学会
• [Presentation] 真骨魚類の進化過程において孵化酵素遺伝子が頻繁に経験したretrotranslocationとintron-lossの関係 (2017)
  • Author(s): 長澤竜樹、川口眞理、矢野十織、安増茂樹、岡部正隆
  • Organizer: 日本動物学会
• [Presentation] 真骨魚類の孵化酵素遺伝子はプロモーターと一緒にretrotranslocationを起こした (2017)
  • Author(s): 長澤竜樹、川口眞理、矢野十織、安増茂樹、岡部正隆
  • Organizer: Consortium of Biological Sciences 2017（ConBio2017）