| Project/Area Number |
21K05779
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 40040:Aquatic life science-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
横井 勇人 東北大学, 農学研究科, 教授 (40569729)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | ヒラメ / 色素胞分化 / レチノイン酸 / 左右非対称性 |
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| Outline of Research at the Start |
ヒラメやカレイ類では色素胞が有眼側のみで分化して左右非対称な体色を呈するが、その制御機構は不明な点が多い。近年の研究により、レチノイン酸（RA）処理により無眼側において異所的な色素胞分化が誘導されること、また逆にRA阻害剤を用いた実験で有眼側の色素胞分化が影響されることが示され、色素胞分化おけるRAの重要性が明らかになりつつある。本研究ではRAのシグナルを伝達する遺伝子の解析を通して、左右非対称な色素胞分化に至る分子メカニズムを明らかにし、ヒラメの体色に左右差が生じるメカニズムの解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒラメは左右対称な仔魚として成長した後、有眼側のみで色素胞が分化して左右非対称な体色を呈するが、その分子メカニズムは不明な点が多い。レチノイン酸（RA）浸漬およびRA阻害剤の浸漬実験により、変態期の色素胞分化おけるRAの重要性が明らかにされた。本研究は、ヒラメの左右非対称な色素胞分化におけるRAシグナルの役割と、左右差が生じるメカニズムの解明を目指して研究を行なっている。
色素胞分化の評価にはgch2がマーカー遺伝子として使われてきたが、ヒラメでは５つのgch関連遺伝子が見つかった。脊椎動物に共通のgchパラログ1つ（gch1）と魚類に共通のパラログ1つ（gch2）に加え、ヒラメには3つのパラログがあることが示唆された。これらは異体類（flatfish）に特徴的なオーソログであることが示唆されたため、gchfl1、gchfl2および gchfl3と命名して解析を行なってきたが、これらの遺伝子の異体類特異性について疑義が生じた。DNAシーケンシング技術の飛躍的な進歩により、さまざまな生物のゲノム情報が利用可能になり、例えばEnsembl genome databaseにおいて85種の魚類のゲノム情報にアクセスでき、Genomicusではシンテニー情報を調べることができる。これらを利用して先述のgchfl遺伝子についてオーソロジーを詳しく調べたところ、ヒラメ及び近縁の異体類における遺伝子のタンデム重複により生じたと考えられるgchflが存在した一方で、脊椎動物のゲノム倍加または真骨魚類のゲノム倍加により生じた後に、メダカやゼブラフィッシュでは失われたことが示唆されたgchflも存在した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
メダカを実験モデルとしてゲノム編集による機能解析実験を計画しているが、ノックアウト実験およびGFPレポーターのノックイン実験に想定していたよりも長い時間を要している。まずは簡便なノックアウトから行い、ノックインも今年度中に完了したいと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
機能解析実験を行うため、メダカをモデルとしてノックアウト、およびノックイン系統を作出する。それぞれに複数のターゲットを検討して早急にゲノム編集個体を樹立する。これらにヒラメのgch遺伝子およびgchflを導入して機能的な差異を検討する。
また、先述のようにgchflには進化的な背景に不明瞭な部分があるため、進化系統学的に重要な生物のゲノム情報を解析してこれら遺伝子が生じた背景を明らかにしたい。
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