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Systems understanding of developmental buffering and evolvability

Research Project

Project/Area Number 21K06287
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 45020:Evolutionary biology-related
Research InstitutionOchanomizu University

Principal Investigator

佐藤 敦子  お茶の水女子大学, 基幹研究院, 准教授 (90589433)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords発生緩衝 / 進化可能性 / カタユウレイボヤ / 母性効果 / ゆらぎ / ネットワーク解析
Outline of Research at the Start

近年、遺伝子診断が個人レベルでも普及してきたが、仮に病気と関わる変異をゲノム中に持っていたとしても、発病するとは限らない。その主要な原因のひとつが、生物の発生をゲノムの変異や環境ストレスに関わらず一定に保つ「発生緩衝」である。発生緩衝は、種を一定に保つはたらきを担う一方で、発生緩衝度合いの変化によって、ゲノムに潜在する変異が表現型となり、進化的変化を方向付ける。本研究では、環境が発生に及ぼす影響について、トランスクリプトームの継代的変化における数学的パターンやシステム的特性を明らかにすることにより、進化の数学的予測を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

カタユウレイボヤの親個体に熱ストレスを与えたものと与えないものとで、卵の母性mRNAのばらつきがどのくらい異なるか、また、親の発生緩衝度合いはばらつきの変化にどのように影響するかを明らかにした。去年度の解析結果を投稿論文にまとめ、BMC Ecology and Evolutionに発表した。また、米国の研究者らの招待を受け、これまで自らが行ってきたカタユウレイボヤ研究をまとめた論文を執筆し、Genesisに出版した。そのほか、スペイン、フランス、英国での10ヶ所でセミナーを行い、本研究の成果を発表した。セミナー発表毎に、関連する研究者らとディスカッションを行い、これまでの発生緩衝についての研究が、発生分野における近年の他の研究から支持されていることが分かった。このディスカッションの内容を、総説にまとめている。このほか、温度ストレスが発生に関連した遺伝子の空間的発現パターンに与える影響について、数理モデルを作成するため、スペインのEMBL Barcelonaとの共同研究を開始した。独立形成基盤支援を利用して取得した、時系列トランスクリプトームデータを用いて、解析を開始している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究成果を国際学術雑誌の投稿論文として発表できたほか、スペイン・フランス・英国の研究者に広く知ってもらうことが出来たため。

Strategy for Future Research Activity

2024年度に開催される国際学会Euro Evo Devoで、発生緩衝に関連した研究を行っている研究者を一堂に集める国際シンポジウムの提案が採択され、2024年6月にヘルシンキで開催することになった。また、米国で開催される国際学会International Tunicate Meetingに招待されており、7月に本研究の成果を発表する予定である。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Marine Biological Association of the UK/Plymouth University(英国)

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] EMBL Barcelona(スペイン)

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] Marine Biological Association of the UK/Plymouth University(英国)

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] Marine Biological Association of the UK(英国)

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Journal Article] Heterogeneity in maternal mRNAs within clutches of eggs in response to thermal stress during the embryonic stage2024

    • Author(s)
      Sato Atsuko、Mihirogi Yukie、Wood Christine、Suzuki Yutaka、Truebano Manuela、Bishop John
    • Journal Title

      BMC Ecology and Evolution

      Volume: 24 Issue: 1 Pages: 21-21

    • DOI

      10.1186/s12862-024-02203-8

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Two <i>Ciona</i> sister species are not just complex, but wonderful: A study of maternal <scp>mRNAs</scp> to safeguard life on earth2023

    • Author(s)
      Sato Atsuko
    • Journal Title

      genesis

      Volume: 61 Issue: 6

    • DOI

      10.1002/dvg.23555

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Co-expression network analysis of environmental canalization in the ascidian Ciona.2022

    • Author(s)
      Sato, A., Gina M Oba., Nathanael Aubert-Kato., Yura, K., Bishop, J. D. D.
    • Journal Title

      BMC Ecology and Evolution

      Volume: 22 Issue: 1 Pages: 53-53

    • DOI

      10.1186/s12862-022-02006-9

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] How developmental buffering stabilizes development in the face of thermal stress?2022

    • Author(s)
      Sato A, Gina M Oba, Nathanael Aubert-Kato, Kei Yura, John Bishop
    • Organizer
      International Tunicate Meeting
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] How developmental buffering stabilize CNS development in the face of thermal stress2022

    • Author(s)
      Sato A, Gina M Oba, Nathanael Aubert-Kato, Kei Yura, John Bishop
    • Organizer
      Euro Evo Devo meeting
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] カタユウレイボヤ姉妹種における熱ストレスへの適応戦略2021

    • Author(s)
      佐藤敦子
    • Organizer
      第92回 日本動物学会 オンライン米子大会関連集会 第39回ホヤの生物学談話会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Remarks] 発生が温度環境から守られるしくみについて、遺伝子ネットワーク解析の論文がアクセプトされました

    • URL

      http://www-p.sci.ocha.ac.jp/bio-atsuko/20220404_152419.html

    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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