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Functional analysis of Hox gene clusters using zebrafish

Research Project

Project/Area Number 18K06177
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 43050:Genome biology-related
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

KAWAMURA AKINORI  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (10466691)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
KeywordsHox / 脊椎動物 / CRISPR-Cas9 / 変異体 / 全ゲノム重複 / CTスキャン解析 / Hox遺伝子 / 遺伝子重複 / 遺伝子クラスター / ゼブラフィッシュ / 脊椎動物の体軸形成 / X線CTスキャン / 多重変異体 / Hoxクラスター欠失変異体 / Hox遺伝子群 / 発生遺伝学 / 機能進化 / 脊椎動物の前後軸 / Hoxクラスター / ゲノム構造
Outline of Final Research Achievements

Hox clusters, in which multiple Hox genes are arranged, and play a fundamental role in the development of animal body. Due to whole genome duplication that occurred during vertebrate evolution, Hox clusters diverged into four in mouse and human, and into seven in zebrafish. Until now, most of functional studies have been performed in mice, which have revealed the functions of the Hox genes, however it remained unclear whether the functional roles revealed in mice are conserved among vertebrates. In this study, we generated seven zebrafish Hox cluster mutants and compared their functions. Our results revealed many functional differences of Hox genes between zebrafish and mice, suggesting that the vertebrate Hox cluster has acquired different sub/neofunctinalization after the quadruplication of Hox clusters.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

動物の発生を司るHox遺伝子クラスターは、動物の体づくりの基盤となる役割を担う遺伝子群であるため、進化的にも機能が高く保存されていると考えられてきた。本研究において、マウスと進化的に離れたゼブラフィッシュと比較した結果、共通な機能が一部見られるものの、多くの機能的な相違点が明らかとなった。本研究から、分岐したHoxクラスターに生じた機能変化が、脊椎動物の様々な形態形成に寄与した可能性が示唆された。

Report

(5 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (37 results)

All 2022 2021 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 2 results) Presentation (22 results) Book (1 results) Remarks (7 results)

  • [Journal Article] An atlas of seven zebrafish hox cluster mutants provides insights into sub/neofunctionalization of vertebrate Hox clusters.2021

    • Author(s)
      Yamada, K., Maeno, A., Araki, S., Kikuchi, M., Suzuki, M., Ishizaka, M., Satoh, K., Akama, K., Kawabe, Y., Suzuki, K., Kobayashi, D., Hamano, N., Kawamura, A
    • Journal Title

      Development

      Volume: 148 Issue: 11

    • DOI

      10.1242/dev.198325

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    • Journal Title

      Developmental Biology

      Volume: 472 Pages: 1-17

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2020.12.016

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  • [Journal Article] An atlas of zebrafish seven hox cluster mutants provides insights into sub/neofunctionalization of vertebrate Hox clusters.2021

    • Author(s)
      Yamada, K., Maeno, A., Kikuchi, M., Suzuki, M., Ishizaka, M., Sato, K., Akama, K., Kawabe, Y., Suzuki, K., Kobayashi, D., Hamano, N., Kawamura, A.
    • Journal Title

      Development

      Volume: 148

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    • Journal Title

      Journal of Anatomy

      Volume: 236 Issue: 4 Pages: 622-629

    • DOI

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    • Journal Title

      Development

      Volume: 146 Pages: 1-11

    • DOI

      10.1242/dev.177063

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      Kinoshita Hirofumi、Ohgane Nanae、Fujino Yuuri、Yabe Taijiro、Ovara Hiroki、Yokota Daisuke、Izuka Ayaka、Kage Daichi、Yamasu Kyo、Takada Shinji、Kawamura Akinori
    • Journal Title

      Mechanisms of Development

      Volume: 152 Pages: 21-31

    • DOI

      10.1016/j.mod.2018.06.001

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      FEBS letters

      Volume: 592(20) Issue: 20 Pages: 3388-3398

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      末光隆志 総編集 (分担執筆)
    • Total Pages
      772
    • Publisher
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254171662
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Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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